(57)【要約】【課題】音源より出力される音響信号を聴取者に振動として伝達させる場合において、信号出力のレベル低減と省電力化を実現しつつ、聴取者が体感可能な振動を出力すること。【解決手段】振動音響装置は、音源より出力された音響信号の振幅の絶対値を求めた後に積分処理を行うことにより包絡線信号を検出する包絡線検出手段２０４と、音響信号を出力するための低域出力スピーカが設けられて、低域出力スピーカから出力された低域音の振動を聴取者に体感させることが可能な振動伝達部材と、振動伝達部材に設けられた低域出力スピーカのインパルス応答により求められた共振周波数と同じ周波数からなる正弦波を、包絡線信号に乗算することにより、共振周波数に基づく周波数変換処理が行われた音響信号を生成する周波数変換手段２０５とを有する。周波数変換手段において周波数変換処理された音響信号は、低域出力スピーカより出力される。【選択図】図３
2015201671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源より出力された音響信号の振幅の絶対値を求めた後に積分処理を行うことにより包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、
前記音響信号を出力するための低域出力スピーカが設けられて、該低域出力スピーカから出力された低域音の振動を聴取者に体感させることが可能な振動伝達部材と、
該振動伝達部材に設けられた前記低域出力スピーカのインパルス応答により求められた共振周波数と同じ周波数からなる正弦波を、前記包絡線信号に乗算することにより、共振周波数に基づく周波数変換処理が行われた音響信号を生成する周波数変換手段と
を有し、
前記周波数変換手段において前記周波数変換処理の行われた前記音響信号が、前記低域出力スピーカより出力されること
を特徴とする振動音響装置。
【請求項２】
前記共振周波数と同じ周波数からなる正弦波の信号レベルを可変させつつ前記低域出力スピーカより当該正弦波を出力させることによって集音された低域音に基づいて、該低域音における全帯域の信号成分から共振周波数の信号成分を抽出して歪成分を求め、該歪成分に対する共振周波数の信号成分の割合を可変される前記信号レベルに応じて算出することによって、前記低域出力スピーカにおける歪率を測定する歪率測定手段と、
前記低域出力スピーカより出力される低域音の信号レベルが当該低域出力スピーカで再生可能な信号レベルの上限以下になるように、前記歪率測定手段により測定された歪率に基づいて、前記包絡線信号の信号レベルを前記共振周波数毎に抑圧するダイナミックレンジ圧縮手段と
を有し、
前記周波数変換手段は、前記ダイナミックレンジ圧縮手段により信号レベルが抑圧された前記包絡線信号に対して前記周波数変換処理を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の振動音響装置。
【請求項３】
前記振動伝達部材は、前記聴取者が着座する椅子であること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動音響装置。
【請求項４】
音源より出力された音響信号の振幅の絶対値を求めた後に積分処理を行うことにより、包絡線検出手段が包絡線信号を検出する包絡線検出ステップと、
低域音の振動を聴取者に体感させることが可能な振動伝達部材に設けられた低域出力スピーカのインパルス応答により求められた共振周波数と同じ周波数からなる正弦波を、前記包絡線信号に乗算することにより、周波数変換手段が、共振周波数に基づく周波数変換処理が行われた音響信号を生成する周波数変換ステップと、
前記低域出力スピーカが、前記周波数変換ステップにおいて前記周波数変換処理の行われた前記音響信号を出力する音響信号出力ステップと、
を有することを特徴とする振動音響出力方法。
【請求項５】
前記共振周波数と同じ周波数からなる正弦波の信号レベルを可変させつつ前記低域出力スピーカより当該正弦波を出力させることによって集音された低域音に基づいて、前記低域音における全帯域の信号成分から共振周波数の信号成分を抽出して歪成分を求め、該歪成分に対する共振周波数の信号成分の割合を可変される前記信号レベルに応じて算出することによって、歪率測定手段が、前記低域出力スピーカにおける歪率を測定する歪率測定ステップと、
前記低域出力スピーカより出力される低域音の信号レベルが当該低域出力スピーカで再生可能な信号レベルの上限以下になるように、前記歪率測定ステップにおいて測定された歪率に基づいて、ダイナミックレンジ圧縮手段が、前記包絡線信号の信号レベルを前記共振周波数毎に抑圧するダイナミックレンジ圧縮ステップと
を有し、
前記周波数変換ステップにおいて、前記ダイナミックレンジ圧縮ステップにおいて信号レベルが抑圧された前記包絡線信号に対して、前記周波数変換手段が前記周波数変換処理を行うこと
を特徴とする請求項４に記載の振動音響出力方法。
【請求項６】
前記振動伝達部材は、前記聴取者が着座する椅子であること
を特徴とする請求項４または請求項５に記載の振動音響出力方法。
【請求項７】
振動伝達部材に設けられた低域出力スピーカより低域音を出力させることにより、当該振動伝達部材を介して聴取者に前記低域音の振動を体感させるための振動音響装置用の振動音響プログラムであって、
音源より出力された音響信号の振幅の絶対値を求めた後に積分処理を行うことにより、包絡線検出手段に包絡線信号を検出させる包絡線検出機能と、
前記低域出力スピーカのインパルス応答により求められた共振周波数と同じ周波数からなる正弦波を、前記包絡線信号に乗算させることにより、周波数変換手段に、共振周波数に基づく周波数変換処理が行われた音響信号を生成させる周波数変換機能と、
前記低域出力スピーカに、前記周波数変換機能において前記周波数変換処理の行われた前記音響信号を出力させる音響信号出力機能と
を実現させるための振動音響装置用の振動音響プログラム。
【請求項８】
前記共振周波数と同じ周波数からなる正弦波の信号レベルを可変させつつ前記低域出力スピーカより当該正弦波を出力させることによって集音された低域音に基づいて、前記低域音における全帯域の信号成分から共振周波数の信号成分を抽出して歪成分を求めさせ、該歪成分に対する共振周波数の信号成分の割合を可変される前記信号レベルに応じて算出させることによって、歪率測定手段に、前記低域出力スピーカにおける歪率を測定させる歪率測定機能と、
前記低域出力スピーカより出力される低域音の信号レベルが当該低域出力スピーカで再生可能な信号レベルの上限以下になるように、前記歪率測定機能において測定された歪率に基づいて、ダイナミックレンジ圧縮手段に、前記包絡線信号の信号レベルを前記共振周波数毎に抑圧させるダイナミックレンジ圧縮機能とを有し、
前記周波数変換機能において、前記ダイナミックレンジ圧縮機能によって信号レベルが抑圧された前記包絡線信号に対して、前記周波数変換手段に前記周波数変換処理を行わせること
を特徴とする請求項７に記載の振動音響装置用の振動音響プログラム。
【請求項９】
前記振動伝達部材は、前記聴取者が着座する椅子であること
を特徴とする請求項７または請求項８に記載の振動音響装置用の振動音響プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は振動音響装置、振動音響出力方法および振動音響プログラムに関し、より詳細には、音源より出力される出力音を振動として聴取者に体感させることが可能な振動音響装置、振動音響出力方法および振動音響プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内での音響効果を高めることを目的として、車両のシートにスピーカを設置するシートオーディオシステムが数多く提案されている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。一般的なシートオーディオシステムは、シートのヘッドレスト付近に設置されて、低域から高域までの広い音域の音を再生することが可能なフルレンジスピーカと、シートの中部または下部に設置されて、低域音を重点的に再生することが可能なサブウーハーとによって構成される。
【０００３】
サブウーハーを、シート内部に埋め込むようにして設置することにより、音楽の低域の信号レベルに応じてシートが振動して聴取者に振動が伝達されるので、音と振動との組み合わせによってより一層高い臨場感を、聴取者に与えることが可能になっている。なお、シート内部に埋め込まれるサブウーハーとしては、例えば、コーン紙等を用いるダイナミック型スピーカや、接触面を振動させることにより音の出力を行うエキサイターなどが多く用いられる。
【０００４】
また、音源から各種警告音を出力することにより、単に音（警告音）として聴覚的に警告を行うだけでなく、振動による体感的な警告を行うことができるので、聴取者に対する警告等の認知度向上を図ることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６５０３８号公報
【特許文献２】特開２００８−７２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、シート内部にサブウーハーを埋め込むことにより、聴取者に音響出力と振動を体感させるシートオーディオシステムでは、サブウーハーより出力された出力音がシート内部から表面へ出力される過程で大きく減退し、また、振動成分も大きく減退する傾向があった。このため、シートに着座する聴取者に対して十分な振動を体感させるためには、サブウーハーにおいて大きなレベルの音響出力が必要であった。大きなレベルの音響出力を実現するためには、増幅率が大きく大出力のパワーアンプが必要となり、結果的に消費電力の増大とコストの上昇を招いてしまうという問題があった。
【０００７】
特に、振動により警告を行う場合には、シートの着座者が確実に警告に気づくように、より大きな振動が要求される傾向があり、上述した消費電力の増大とコストの上昇という問題がより顕著なものとなっていた。
【０００８】
また、シート以外の振動を伝達することが可能な部材にサブウーハーを設置した場合であっても、同様に、聴取者に振動を体感させるまでの過程で、出力音の出力が大きく減退してしまうという問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、音源より出力される音響信号を聴取者に振動として伝達させる場合において、信号出力のレベル低減と省電力化を実現しつつ、聴取者が体感可能な振動を出力することが可能な振動音響装置、振動音響出力方法および振動音響プログラム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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る振動音響装置は、音源より出力された音響信号の振幅の絶対値を求めた後に積分処理を行うことにより包絡線信号を検出する包絡線検出手段と、前記音響信号を出力するための低域出力スピーカが設けられて、該低域出力スピーカから出力された低域音の振動を聴取者に体感させることが可能な振動伝達部材と、該振動伝達部材に設けられた前記低域出力スピーカのインパルス応答により求められた共振周波数と同じ周波数からなる正弦波を、前記包絡線信号に乗算することにより、共振周波数に基づく周波数変換処理が行われた音響信号を生成する周波数変換手段とを有し、前記周波数変換手段において前記周波数変換処理の行われた前記音響信号が、前記低域出力スピーカより出力されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る振動音響出力方法は、音源より出力された音響信号の振幅の絶対値を求めた後に積分処理を行うことにより、包絡線検出手段が包絡線信号を検出する包絡線検出ステップと、低域音の振動を聴取者に体感させることが可能な振動伝達部材に設けられた低域出力スピーカのインパルス応答により求められた共振周波数と同じ周波数からなる正弦波を、前記包絡線信号に乗算することにより、周波数変換手段が、共振周波数に基づく周波数変換処理が行われた音響信号を生成する周波数変換ステップと、前記低域出力スピーカが、前記周波数変換ステップにおいて前記周波数変換処理の行われた前記音響信号を出力する音響信号出力ステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る振動音響装置用の振動音響プログラムは、振動伝達部材に設けられた低域出力スピーカより低域音を出力させることにより、当該振動伝達部材を介して聴取者に前記低域音の振動を体感させるための振動音響装置用の振動音響プログラムであって、音源より出力された音響信号の振幅の絶対値を求めた後に積分処理を行うことにより、包絡線検出手段に包絡線信号を検出させる包絡線検出機能と、前記低域出力スピーカのインパルス応答により求められた共振周波数と同じ周波数からなる正弦波を、前記包絡線信号に乗算させることにより、周波数変換手段に、共振周波数に基づく周波数変換処理が行われた音響信号を生成させる周波数変換機能と、前記低域出力スピーカに、前記周波数変換機能において前記周波数変換処理の行われた前記音響信号を出力させる音響信号出力機能とを実現させるための振動音響装置用の振動音響プログラムであることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る振動音響装置、振動音響出力方法および振動音響装置用の振動音響プログラムにおいて、低域出力スピーカより出力される低域音は、振動伝達部材に設けられた低域出力スピーカの共振周波数に基づいて周波数変換処理が行われているため、低域音の信号レベルを効果的に増大させることが可能となる。このため、振動伝達部材を介して聴取者に伝達される振動も、共振周波数の周波数変換処理により増大させることが可能となるので、聴取者に従来と同じ振動を体感させる場合に、低域出力スピーカより出力させる低域音の信号レベルを従来よりも小出力化することができると共に、アンプ等の電力量を大幅に低減させることが可能になる。
【００１４】
さらに、低域出力スピーカより出力される低域音を振動として聴取者に体感させることができ、この振動を共振周波数に基づく周波数変換処理により増大することができる。このため、例えば、警告等の報知を行う場合には、聴取者に聴覚だけでなく振動として体感的に報知を行うことが可能になる。
【００１５】
また、上述した振動音響装置は、前記共振周波数と同じ周波数からなる正弦波の信号レベルを可変させつつ前記低域出力スピーカより当該正弦波を出力させることによって集音された低域音に基づいて、該低域音における全帯域の信号成分から共振周波数の信号成分を抽出して歪成分を求め、該歪成分に対する共振周波数の信号成分の割合を可変される前記信号レベルに応じて算出することによって、前記低域出力スピーカにおける歪率を測定する歪率測定手段と、前記低域出力スピーカより出力される低域音の信号レベルが当該低域出力スピーカで再生可能な信号レベルの上限以下になるように、前記歪率測定手段により測定された歪率に基づいて、前記包絡線信号の信号レベルを前記共振周波数毎に抑圧するダイナミックレンジ圧縮手段とを有し、前記周波数変換手段は、前記ダイナミックレンジ圧縮手段により信号レベルが抑圧された前記包絡線信号に対して前記周波数変換処理を行うものであってもよい。
【００１６】
さらに、上述した振動音響出力方法は、前記共振周波数と同じ周波数からなる正弦波の信号レベルを可変させつつ前記低域出力スピーカより当該正弦波を出力させることによって集音された低域音に基づいて、前記低域音における全帯域の信号成分から共振周波数の信号成分を抽出して歪成分を求め、該歪成分に対する共振周波数の信号成分の割合を可変される前記信号レベルに応じて算出することによって、歪率測定手段が、前記低域出力スピーカにおける歪率を測定する歪率測定ステップと、前記低域出力スピーカより出力される低域音の信号レベルが当該低域出力スピーカで再生可能な信号レベルの上限以下になるように、前記歪率測定ステップにおいて測定された歪率に基づいて、ダイナミックレンジ圧縮手段が、前記包絡線信号の信号レベルを前記共振周波数毎に抑圧するダイナミックレンジ圧縮ステップとを有し、前記周波数変換ステップにおいて、前記ダイナミックレンジ圧縮ステップにおいて信号レベルが抑圧された前記包絡線信号に対して、前記周波数変換手段が前記周波数変換処理を行うものであってもよい。
【００１７】
また、上述した振動音響装置用の振動音響プログラムは、前記共振周波数と同じ周波数からなる正弦波の信号レベルを可変させつつ前記低域出力スピーカより当該正弦波を出力させることによって集音された低域音に基づいて、前記低域音における全帯域の信号成分から共振周波数の信号成分を抽出して歪成分を求めさせ、該歪成分に対する共振周波数の信号成分の割合を可変される前記信号レベルに応じて算出させることによって、歪率測定手段に、前記低域出力スピーカにおける歪率を測定させる歪率測定機能と、前記低域出力スピーカより出力される低域音の信号レベルが当該低域出力スピーカで再生可能な信号レベルの上限以下になるように、前記歪率測定機能において測定された歪率に基づいて、ダイナミックレンジ圧縮手段に、前記包絡線信号の信号レベルを前記共振周波数毎に抑圧させるダイナミックレンジ圧縮機能とを有し、前記周波数変換機能において、前記ダイナミックレンジ圧縮機能によって信号レベルが抑圧された前記包絡線信号に対して、前記周波数変換手段に前記周波数変換処理を行わせることを特徴とする振動音響装置用の振動音響プログラムであってもよい。
【００１８】
本発明に係る振動音響装置、振動音響出力方法および振動音響装置用の振動音響プログラムでは、共振周波数の信号成分に基づいて低域出力スピーカにおける歪率を測定し、低域出力スピーカより出力される低域音の信号レベルが当該低域出力スピーカの再生可能な信号レベルの上限以下になるように、歪率に基づいて共振周波数毎に包絡線信号の信号レベルを抑圧させてから周波数変換処理を行う。このため、低域出力スピーカの再生能力を超えて低域音が出力されてしまうことを防止することが可能になり、低域出力スピーカより出力される低域音に歪みが発生したり、低域出力スピーカに焼損が生じたりすることを効果的に防ぐことが可能になる。
【００１９】
また、上述した振動音響装置、振動音響出力方法および振動音響装置用の振動音響プログラムにおいて、前記振動伝達部材は、前記聴取者が着座する椅子であってもよい。
【００２０】
振動伝達部材として聴取者が着座する椅子を用いることによって、低域音を振動として伝達するための振動伝達部材に聴取者が常に接することになるので、確実に振動を聴取者に伝達することが可能となる。さらに椅子に着座した聴取者は、座部あるいは背もたれ部等により、より広い面で振動を体感することが可能となるので、より確実に振動を体感させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る振動音響装置、振動音響出力方法および振動音響装置用の振動音響プログラムにおいて、低域出力スピーカより出力される低域音は、振動伝達部材に設けられた低域出力スピーカの共振周波数に基づいて周波数変換処理が行われているため、低域音の信号レベルを効果的に増大させることが可能となる。このため、振動伝達部材を介して聴取者に伝達される振動も、共振周波数の周波数変換処理により増大させることが可能となるので、聴取者に従来と同じ振動を体感させる場合に、低域出力スピーカより出力させる低域音の信号レベルを従来よりも小出力化することができると共に、アンプ等の電力量を大幅に低減させることが可能になる。
【００２２】
さらに、低域出力スピーカより出力される低域音を振動として聴取者に体感させることができ、この振動を共振周波数に基づく周波数変換処理により増大することができる。このため、例えば、警告等の報知を行う場合には、聴取者に聴覚だけでなく振動として体感的に報知を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係るシートオーディオシステムの概略構成を示したブロック図である。
【図２】実施の形態に係る第１スピーカ、第２スピーカおよびサブウーハーがシートに設置された状態を示した図である。
【図３】実施の形態に係る第２音響処理部の概略構成を示したブロック図である。
【図４】（ａ）は、実施の形態において一例として用いた低域通過フィルタの周波数特性を示した図である。（ｂ）は、実施の形態に係る音源部より音響信号として音楽が再生される場合に、包絡線検波部において用いられる低域通過フィルタの周波数特性の一例を示した図である。
【図５】（ａ）には、実施の形態に係る包絡線検波部に入力されるダウンサンプリング信号の信号波形を示し、（ｂ）は、包絡線検波部において絶対値検出を行った後の絶対値検出信号と、低域通過フィルタによりフィルタ処理された低域通過フィルタ出力信号の信号波形を示した図である。
【図６】実施の形態に係るダウンサンプリング信号、絶対値検出信号および低域通過フィルタ出力信号の周波数特性を示した図である。
【図７】実施の形態に係るサブウーハーにより求められたインパルス応答の周波数特性を示した図である。
【図８】（ａ）は、第２パワーアンプに入力された音響信号の信号レベル変化を示し、（ｂ）は、（ａ）と同じ音響信号の周波数特性を示し、（ｃ）は、シートの表面近傍位置においてマイクロフォンで集音された信号音の信号レベル変化を示し、（ｄ）は、集音された信号音の周波数特性を示した図である。
【図９】（ａ）は、第２パワーアンプに入力された他の音響信号の信号レベル変化を示し、（ｂ）は、（ａ）と同じ音響信号の周波数特性を示し、（ｃ）は、シートの表面近傍位置においてマイクロフォンで集音された信号音の信号レベル変化を示し、（ｄ）は、集音された信号音の周波数特性を示した図である。
【図１０】図３に示した第２音響処理部の構成に対して、包絡線検波部と周波数変換部との間に、周波数変換部の設置個数ｎに対応するｎ個のダイナミックレンジ圧縮部が設置された他の第２音響処理部の概略構成を示したブロック図である。
【図１１】実施の形態に係る全成分の信号成分、一次成分の信号成分、歪成分の信号成分および歪率の測定結果の一例を示したグラフである。
【図１２】（ａ）（ｂ）は、入力される音響信号の振幅状態（上段図）と、全帯域の信号成分に対する、１次成分と歪成分との関係を示した図であって、（ａ）は、入力される音響信号の信号レベルが小さい場合を示し、（ｂ）は、入力される音響信号の信号レベルが大きい場合を示している。
【図１３】実施の形態に係る第１レベル変換部で設定されるルックアップテーブルに基づいて、第１ダイナミックレンジ圧縮部で抑圧される信号レベルの変換特性を示した図である。
【図１４】実施の形態に係る音源部より出力される音響信号の信号レベルが大きい場合に、ダイナミックレンジ圧縮部で圧縮処理が行われた場合と行われなかった場合の信号レベル変化を、第２パワーアンプに入力される音響信号の信号レベルの値に基づいて示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る振動音響装置を、その一例であるシートオーディオシステムを用いて詳細に説明する。図１は、シートオーディオシステムの概略構成を示したブロック図である。
【００２５】
シートオーディオシステム１００は、音源部（音源）１１０と、第１音響処理部１２０と、第１パワーアンプ１３０と、第１スピーカ１４０Ｌと、第２スピーカ１４０Ｒと、第２音響処理部２００と、第２パワーアンプ１５０と、サブウーハー（低域出力スピーカ）１６０とを備えている。さらに、シートオーディオシステム１００には、マイクロフォン３１０と、インパルス応答測定部３２０と、歪率測定部（歪率測定手段）３３０とが設けられている。
【００２６】
音源部１１０は、ＬチャンネルおよびＲチャンネル用の音響信号を、第１音響処理部１２０および第２音響処理部２００へ出力することが可能となっている。音源部１１０より出力される音響信号は、一般的な音楽だけには限定されず、例えば、携帯電話の着信音や、各種警告音等であってもよい。例えば、シートオーディオシステム１００が車載用のオーディオシステムとして用いられる場合には、メーターパネル内の警告表示に連動して出力される警告音や、車外障害物用の検知装置等によって障害物が検出された場合に発動される検知警報音等を、音源部１１０より出力される音響信号として用いることが可能である。従って、音源部１１０は、ＣＤやＤＶＤ等の音響信号を再生するための機能を備える装置だけには限定されず、他の機器により出力（再生）された音響信号を、例えば、外部入力端子等を介して取得し、少なくとも第２音響処理部２００等へ出力する機能を備えるものであればよい。
【００２７】
第１音響処理部１２０は、音源部１１０より取得した音響信号の音量調節等を行う役割を有している。例えば、第１音響処理部１２０として、入力された音響信号の音量調節を行うための音量や、聴取者の嗜好等に応じて音場補正等を行うためのイコライザ等が用いられる。第１音響処理部１２０において音量調節等の音響処理が行われた音響信号は、第１パワーアンプ１３０へ出力される。
【００２８】
第１パワーアンプ１３０は、第１音響処理部１２０より入力された音響信号の信号増幅を行って第１スピーカ１４０Ｌおよび第２スピーカ１４０Ｒへ出力する役割を有している。第１スピーカ１４０Ｌおよび第２スピーカ１４０Ｒは、低域から高域までの広帯域の信号出力を行うことが可能なフルレンジスピーカにより構成されている。
【００２９】
図２（ａ）（ｂ）は、第１スピーカ１４０Ｌ、第２スピーカ１４０Ｒおよびサブウーハー１６０がシート（振動伝達部材、椅子）１７０に設置された状態の一例を示している。シート１７０は、着座した聴取者に対して音楽等を聴覚的に提供するとともに、音楽等の低域成分に基づいて振動を体感させることを目的とするものであり、ヘッドレスト部１７１と、背もたれ部（振動伝達部材）１７２と、座部１７３とにより構成されている。
【００３０】
第１スピーカ１４０Ｌおよび第２スピーカ１４０Ｒは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、シート１７０のヘッドレスト部１７１に対して、聴取者の左右耳近傍に位置するように設けられている。この位置に第１スピーカ１４０Ｌおよび第２スピーカ１４０Ｒが設置されることにより、ＬチャンネルおよびＲチャンネル用の音響信号を、聴取者の左右方向からそれぞれ聴取させることが可能となっている。
【００３１】
座部１７３は着座した聴取者を下側から支える構造となっており、座部１７３には、背もたれ部１７２が起倒可能に取り付けられている。
【００３２】
背もたれ部１７２には、シート１７０に着座した聴取者に対して音響出力の振動を体感させることができるようにして、サブウーハー１６０が設けられている。例えば、図２に示すように、聴取者の腰位置辺りにサブウーハー１６０を設置することにより、腰から背中にかけて振動を伝達することが可能となる。本実施の形態においては、サブウーハー１６０の一例として、エキサイターを用いる。
【００３３】
聴取者は、好みに応じて背もたれ部１７２の傾斜角度を調節することが可能となっており、背もたれ部１７２で、聴取者の背面を支持するとともに、背もたれ部１７２の上部に取り付けられるヘッドレスト部１７１で、聴取者の頭部を支持する構造となっている。このため、シート１７０に聴取者が着座した状態で、第１スピーカ１４０Ｌ、第２スピーカ１４０Ｒおよびサブウーハー１６０から音響出力がなされると、シート１７０に着座した聴取者は、左の耳位置近傍に設置される第１スピーカ１４０ＬよりＬチャンネルの音響信号を聴取し、右の耳位置近傍に設置される第２スピーカ１４０ＲよりＲチャンネルの音響信号を聴取するだけでなく、サブウーハー１６０からの低音出力によって、低域の音響信号を聴覚で音として聴取するとともに、背もたれ部１７２を介して伝達された音響信号を振動として体感することが可能になっている。
【００３４】
第２音響処理部２００は、音源部１１０より入力された音響信号から低域成分だけを抽出し、低域の音響信号に対して周波数変換処理を行う役割を有している。第２音響処理部２００における詳細な構成およびその処理内容については次述する。第２音響処理部２００において周波数変換処理された低域の音響信号は、第２パワーアンプ１５０へ出力される。
【００３５】
第２パワーアンプ１５０は、第２音響処理部２００より入力された音響信号の信号増幅を行う役割を有している。第２パワーアンプ１５０によって増幅された音響信号は、サブウーハー１６０へ出力される。
【００３６】
図３は、第２音響処理部２００の概略構成を示したブロック図である。第２音響処理部２００は、モノラル部２０１と、ダウンサンプリング部２０２と、音量調節部２０３と、包絡線検波部（包絡線検出手段）２０４と、ｎ個の周波数変換部２０５（以下、１つ目の周波数変換部２０５を、第１周波数変換部２０５−１、２つ目の周波数変換部２０５を、第２周波数変換部２０５−２、・・・、ｎ個目の周波数変換部２０５を、第ｎ周波数変換部２０５−ｎとする。周波数変換手段）と、合成部２０６と、アップサンプリング部２０７とを有している。
【００３７】
モノラル部２０１は、音源部１１０により入力されるＬチャンネル用の音響信号と、Ｒチャンネル用の音響信号とを合成してモノラル化する役割を有している。モノラル部２０１においてモノラル化された音響信号（モノラル音響信号）は、ダウンサンプリング部２０２へ出力される。
【００３８】
［ダウンサンプリング処理］
ダウンサンプリング部２０２は、音量調節部２０３、包絡線検波部２０４、周波数変換部２０５および合成部２０６における信号処理の演算量を低減させるために、低域通過フィルタを適用した後に、サンプリング周波数の間引きを行う役割を有している。このようにダウンサンプリング部２０２において間引き処理を行うことにより、信号処理に用いられる音響信号のデータ量を低減させることが可能となる。ここで、ダウンサンプリング部２０２における低域通過フィルタのカットオフ周波数は、サブウーハー１６０より出力される音響信号の音源における周波数帯域に基づいて設定される。
【００３９】
図４（ａ）は、本実施の形態のダウンサンプリング部２０２において、一例として用いた低域通過フィルタの周波数特性を示した図である。図４（ａ）に示すように、本実施の形態に係るダウンサンプリング部２０２では、低域通過フィルタとして１，０２４タップのＦＩＲフィルタを適用し、カットオフ周波数を１５０Ｈｚに設定している。図４（ａ）に示す低域通過フィルタを用いてフィルタ処理を行った後に、ダウンサンプリング数を３２としてサンプリング周波数の間引き処理を行うことにより、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚである音響信号を、ダウンサンプリング後に１．３８ｋＨｚへダウンサンプリングすることが可能になる。
【００４０】
［音量調節処理］
音量調節部２０３は、ダウンサンプリング処理された音響信号の音量調節を行う役割を有している。音量調節部２０３において音量調節を行うことにより、サブウーハー１６０より出力される低域信号の信号レベルを、聴取者の好みのレベルに調節することが可能となる。
【００４１】
［包絡線検波処理］
包絡線検波部２０４は、音量調節部２０３で音量調節が行われた音響信号に対して、絶対値検出を行った後に、低域通過フィルタを用いて積分処理（フィルタ処理）を行うことによって、音響信号の包絡線を検出する役割を有している。
【００４２】
図４（ｂ）は、音源部１１０より音響信号として音楽が再生される場合に、包絡線検波部２０４の低域通過フィルタとして用いられるフィルタの周波数特性の一例を示している。図４（ｂ）に示す低域通過フィルタでは、２５６タップのＦＩＲフィルタを適用し、カットオフ周波数を２０Ｈｚに設定した場合が示されている。
【００４３】
また、図５（ａ）には、包絡線検波部２０４に入力される信号（ダウンサンプリング部２０２でダウンサンプリング処理された後、音量調節部２０３で音量調節が行われたダウンサンプリング信号）の信号波形を示し、図５（ｂ）は、包絡線検波部２０４において絶対値検出を行った後の信号（絶対値検出信号）と低域通過フィルタにより積分処理（フィルタ処理）された信号（低域通過フィルタ出力信号）の信号波形を示している。さらに、図６は、ダウンサンプリング信号、絶対値検出信号および低域通過フィルタ出力信号の周波数特性を示している。
【００４４】
図５（ａ），（ｂ）および図６に示すように、包絡線検波部２０４に入力されたダウンサンプリング信号を信号処理して絶対値検出信号を検出し、さらに低域通過フィルタ出力信号を生成することにより、包絡線検波部２０４において包絡線信号を検出することが可能となる。図６に示す包絡線信号（低域通過フィルタ出力信号）では、２０Ｈｚ以下の音響信号がベースバンド信号として検出されていることが確認できる。
【００４５】
［周波数変換処理］
周波数変換部２０５は、ベースバンド信号となる包絡線信号に対して、共振周波数に基づいて周波数変換を行う役割を有している。周波数変換部２０５において用いられる共振周波数は、図１に示したインパルス応答測定部３２０によって測定されたインパルス応答の周波数状態（より詳細には、ピークとなる周波数）に基づいて決定される。
【００４６】
図７は、サブウーハー１６０としてエキサイターを用いた場合において、サブウーハー１６０から出力された音響信号（インパルス信号）をマイクロフォン３１０で測定することにより求められたインパルス応答の周波数特性の一例を示している。マイクロフォン３１０を用いて、サブウーハー１６０より出力される音響信号のインパルス応答を測定することにより、サブウーハー１６０と背もたれ部１７２の表面との間の再生系の音響特性を測定することが可能になる。図７は、測定されたインパルス応答をフーリエ変換して周波数特性として求めたものを示している。
【００４７】
図７から明らかなように、再生系の音響特性において、信号レベルの大きな２つのピーク周波数が共振周波数として検出される。本実施の形態では、第１のピーク周波数である２８Ｈｚを１番目の共振周波数（ｎ＝１となる共振周波数）とし、第２のピーク周波数である５６Ｈｚを、２番目の共振周波数（ｎ＝２となる共振周波数）とし検出する。
【００４８】
検出された１番目の共振周波数である２８Ｈｚは、第１周波数変換部２０５−１における共振周波数として設定され、２番目の共振周波数である５６Ｈｚは、第２周波数変換部２０５−２における共振周波数として設定される。
【００４９】
そして、第１周波数変換部２０５−１では、包絡線検波部２０４で検出されたベースバンド信号（包絡線信号）に対して、共振周波数として設定された２８Ｈｚの正弦波（共振周波数と同じ２８Ｈｚからなる正弦波）を掛け合わせる（乗算する）ことによって、２８Ｈｚの共振周波数が強調された低域信号を生成する。また、第２周波数変換部では、包絡線検波部２０４で検波されたベースバンド信号（包絡線信号）に対して、共振周波数として設定された５６Ｈｚの正弦波（共振周波数と同じ５６Ｈｚからなる正弦波）を掛け合わせる（乗算する）ことによって、５６Ｈｚの共振周波数が強調された低域信号を生成する。
【００５０】
なお、本実施の形態では、図７に示すように２８Ｈｚと５６Ｈｚとの２つの周波数を共振周波数として抽出したので、周波数変換部２０５として第１周波数変換部２０５−１と第２周波数変換部２０５−２との２つ（ｎ＝２）の周波数変換部が設けられる場合を一例として示したが、共振周波数となるピークが複数（例えばｎ個）検出された場合には、ｎ個の共振周波数に基づいて、１からｎまでのｎ個の周波数変換部２０５−１〜２０５−ｎにおいて、それぞれ周波数変換が行われることになる。
【００５１】
［合成処理］
合成部２０６は、ｎ個の周波数変換部２０５において各共振周波数に基づいて周波数変換されたベースバンド信号を合成する役割を有している。合成部２０６では、それぞれの周波数変換部２０５（第１周波数変換部２０５−１から第ｎ周波数変換部２０５−ｎまでのそれぞれの周波数変換部２０５）において周波数変換された信号を足し合わせることによって合成する。この合成処理により、それぞれの共振周波数に対応するようにして周波数変換が行われた信号を１つに合成することが可能となる。本発明に係る「周波数変換処理」は、周波数変換部２０５における周波数変換と、この合成部２０６における合成処理との２つの処理を含んだ処理を意味している。合成部２０６で合成された低域信号は、アップサンプリング部２０７へと出力される。
【００５２】
［アップサンプリング処理］
アップサンプリング部２０７は、合成部２０６より入力された信号に対して、アップサンプル数に対応する零を挿入した後、ダウンサンプリング部と同様の低域通過フィルタを用いて、折り返し成分の除去を行う。例えば、アップサンプル数が３２の場合は、サンプリング周波数が、１．３８ｋＨｚから４４．１ｋＨｚへと変換され、音源部１１０から出力された音響信号と同様のサンプリング周波数に変換される。
【００５３】
図８（ａ）は、第２パワーアンプ１５０に入力された音響信号（アップサンプリング部２０７でアップサンプリング処理された音響信号）の信号レベル変化を示し、図８（ｂ）は、同じ音響信号の周波数特性を示している。また、図８（ｃ）は、シート１７０の表面近傍位置においてマイクロフォン３１０で集音された信号音の信号レベル変化を示し、図８（ｄ）は、集音された信号音の周波数特性を示している。なお、図８（ａ）〜（ｄ）に示した「制御なし」の信号は、周波数変換部２０５で周波数変換処理を行うことなく、低域信号をそのまま第２パワーアンプ１５０へ出力した場合の信号を示し、「制御あり」の信号は、２８Ｈｚの共振周波数を用いて周波数変換部２０５で周波数変換処理を行った場合の信号を示している。
【００５４】
図８（ａ）（ｂ）に示すように、第２パワーアンプ１５０へ入力される音響信号の信号レベルは、制御ありの場合も制御なしの場合も、ほぼ同一の信号レベルとなっている。しかしながら、サブウーハー１６０より出力された後にシート１７０の表面近傍で集音された信号音の信号レベル（図８（ｃ）（ｄ））を比べると、制御ありに比べて制御なしの方が、２０ｄＢ以上もレベルが小さいことを確認することができる。つまり、シート１７０の表面の振動状態を比較すると、共振周波数を用いて周波数変換処理された信号の振動レベルの方が、２０ｄＢ以上も大きいと判断することができる。
【００５５】
従って、制御なしの状態と制御ありの状態とを比較して、それぞれ同一の振動状態をシート１７０に着座した聴取者に体感させるためには、制御なしの場合には制御ありの場合よりも２０ｄＢ以上も大きな信号レベルで信号出力を行う必要が生じる。同様の観点から、聴取者に同一の振動状態を体感させる場合、制御ありの場合には、制御なしの場合に比べて、小さな信号レベルの信号出力を行えば十分に振動を体感させることができるので、第２パワーアンプ１５０の小出力化と大幅な省電力化を実現することが可能となる。
【００５６】
図９（ａ）〜（ｄ）は、図８（ａ）〜（ｄ）と同様に、第２パワーアンプ１５０に入力された音響信号の信号レベル変化（図９（ａ））および周波数特性（図９（ｂ））と、マイクロフォン３１０で集音された信号音の信号レベル変化（図９（ｃ））および周波数特性（図９（ｄ））を示している。ただし、図９（ａ）〜（ｄ）に示す制御ありの信号では、２８Ｈｚだけでなく５６Ｈｚの共振周波数も用いて周波数変換処理を行う点で、図８（ａ）〜（ｄ）と異なっている。また、図９（ａ）（ｂ）は、図８（ａ）（ｂ）に対して、２８Ｈｚと５６Ｈｚとの信号レベルを６ｄＢだけ低減させている。この低減処理は２つの共振周波数を用いて周波数変換を行った後に、合成部２０６で合成処理を行うと、合成時に１つの共振周波数だけで周波数変換を行った場合に比べて、信号レベルが増大してしまうことを考慮したものである。
【００５７】
図９（ｃ）（ｄ）に示すように、２つの共振周波数を用いて周波数変換処理を行った音響信号を用いて、シート１７０の表面近傍の振動状態を検出した場合、制御なしの信号レベルに比べて制御ありの信号レベルの方が、１７ｄＢ以上の信号レベルが高く検出されている。このため、複数の共振周波数を用いて周波数変換を行った場合においても、聴取者に同一の振動状態を体感させるためには、制御ありでは制御なしに比べて、小さな信号レベルの信号出力で十分に振動を体感させることができ、第２パワーアンプ１５０の小出力化と大幅な省電力化を実現することが可能になる。
【００５８】
このように、サブウーハー１６０の共振周波数を予め検出し、検出された共振周波数を用いてサブウーハー１６０より出力される音響信号の周波数変換処理を行うことにより、共振周波数における音響信号の共振を利用して、より増大された低域の振動を聴取者に体感させることが可能となる。このため、共振周波数による周波数変換処理を行わない場合に比べて、信号出力の小出力化と大幅な省電力化を実現することが可能となる。
【００５９】
一方で、音源部１１０より出力される音響信号として音楽等を用いる場合には、周波数特性がさまざまに変化する傾向がある。例えば、図７に示したように、インパルス応答により周波数特性を求める場合には、信号レベルの高い周波数を共振周波数として求めることができる。しかしながら、音楽等がサブウーハー１６０より出力される場合には、周波数特性が大きく変化するので、共振周波数以外の周波数の信号レベルがピークとして出力されたり、ディップが発生して信号レベルが変化したりする。
【００６０】
このため、共振周波数に基づく周波数変換処理を行わない場合には、音源部１１０から出力される音楽（音楽信号）の特性に依存してサブウーハー１６０より出力される振動レベルが大きく変化する傾向がある。従って、ヘッドレスト部１７１に設けられるフルレンジスピーカ（第１スピーカ１４０Ｌおよび第２スピーカ１４０Ｒ）から再生される低域の音量と、サブウーハー１６０から出力される低域の振動量とが対応しなくなり、聴取する音と体感する振動とに聴取者が違和感を生じるおそれがあった。
【００６１】
このような聴取する音と体感する振動との違和感を解消するためには、サブウーハー１６０における共振周波数を用いて低域の音響信号に対して周波数変換処理を行って、振動の制御を行うことにより、音源から出力される音楽信号の周波数特性変化に依存せず、信号の振動特性に応じた振動を、聴取者に体感させることが可能となる。このため、共振周波数を用いた周波数変換処理により低域信号の制御を行うことによって、フルレンジスピーカから再生される音量に対応した振動（振動量）を聴取者に体感させることが可能になる。
【００６２】
［信号レベルの抑圧処理（ダイナミックレンジ圧縮処理）］
以上説明したように、共振周波数に基づいて周波数変換処理を行うことにより、サブウーハー１６０において大きなレベルの信号を再生することが可能となるが、サブウーハー１６０の再生能力を超えるレベルの信号が、サブウーハー１６０から出力された場合には、信号がクリップされて歪みが発生するおそれがあり、信号レベルが再生能力の上限以上になってしまう場合には、ボイスコイルの焼損を招くおそれもある。このように、サブウーハー１６０の再生能力を超えた信号レベルで信号の再生がなされないようにするため、信号レベルに応じてダイナミックレンジを圧縮する処理を第２音響処理部に付加する場合について説明する。
【００６３】
図１０は、図３に示した第２音響処理部２００の構成に対して、包絡線検波部２０４と周波数変換部２０５との間に、周波数変換部２０５の設置個数ｎに対応するｎ個のダイナミックレンジ圧縮部（ダイナミックレンジ圧縮手段）２０８（以下、１つ目のダイナミックレンジ圧縮部２０８を第１ダイナミックレンジ圧縮部２０８−１、２つ目のダイナミックレンジ圧縮部２０８を第２ダイナミックレンジ圧縮部２０８−２、・・・、ｎ個目のダイナミックレンジ圧縮部２０８を第ｎダイナミックレンジ圧縮部２０８−ｎとする）が設置された第２音響処理部２００ａの概略構成を示したブロック図である。図１０に示す、モノラル部２０１と、ダウンサンプリング部２０２と、音量調節部２０３と、包絡線検波部２０４と、周波数変換部２０５と、合成部２０６と、アップサンプリング部２０７とは、図３を用いて既に説明したものと同じものであり、図１０においても同一の符号を附すと共に、ここでの説明は省略する。
【００６４】
包絡線検波部２０４より出力された音響信号は、第１ダイナミックレンジ圧縮部２０８−１から第ｎダイナミックレンジ圧縮部２０８−ｎまでのそれぞれに入力される。ダイナミックレンジ圧縮部２０８は、レベル変換部２０９（以下、ｎ番目のダイナミックレンジ圧縮部２０８−ｎに対応するレベル変換部を、第ｎレベル変換部２０９−ｎとする。）と乗算部２１０（ｎ個のダイナミックレンジ圧縮部２０８に設けられる乗算部２１０は、全て同じ構成となっており、図１０に示すように、ダイナミックレンジ圧縮部２０８毎に１つずつ設けられている。）とを有している。
【００６５】
各レベル変換部２０９−１〜２０９−ｎは、それぞれのレベル変換部２０９−１〜２０９−ｎに対応する周波数変換部２０５−１〜２０５−ｎの共振周波数に対して、ルックアップテーブルを用いたレベル変換を行う役割を有している。乗算部２１０は、レベル変換部２０９においてレベル変換された信号を、包絡線検波部２０４より出力された音響信号に乗算処理することにより、出力される音響信号の信号レベル調整（低減・圧縮）を行う。このように、レベル変換部２０９（２０９−１〜２０９−ｎ）を設けて共振周波数に対して信号レベル調整（低減・圧縮）を行うことにより、サブウーハー１６０の再生能力を超えるような音響信号の信号レベルを予め抑圧することができるので、出力音の歪みやサブウーハー１６０の焼損等を防止することが可能となる。
【００６６】
レベル変換部２０９のルックアップテーブルは、各共振周波数におけるサブウーハー１６０の再生能力に基づいて決定される。再生能力の上限となる信号レベルは、図１に示した歪率測定部３３０を用いて、共振周波数と同じ周波数からなる正弦波の信号レベルを可変しながら第２パワーアンプ１５０へと出力し、第２パワーアンプ１５０を介してサブウーハー１６０より出力された低域音を、マイクロフォン３１０を介して歪率測定部３３０で検出することにより測定される歪率に基づいて判断される。
【００６７】
図１１は、歪率等の測定結果の一例を示したグラフである。図１１では、サブウーハー１６０の共振周波数の１つである５６Ｈｚの正弦波を用いて、信号レベルを−１８ｄＢから０ｄＢまで可変して第２パワーアンプ１５０へと出力した場合の測定結果を示している。図１１の横軸の信号レベルが、−１８ｄＢから０ｄＢまでの範囲となっているのは、信号レベルの可変範囲に対応した値となっているためである。また、図１１には、マイクロフォン３１０を介して歪率測定部３３０で測定された低域音に基づいて、全帯域の信号成分の信号レベル（図１１の全成分の値）と、共振周波数である５６Ｈｚの信号成分の信号レベル（図１１の１次成分の値）とが示されており、さらに、全帯域の信号成分（全成分）から５６Ｈｚの信号成分（１次成分）を抽出した後の信号成分が歪成分として示されている。さらに、図１１には、１次成分から歪成分を減算して（なお、デシベル値での減算はリニアでは割り算に該当する）求められる歪率が示されている。
【００６８】
図１２（ａ）（ｂ）は、入力される音響信号の振幅状態（上段図）と、１次成分と歪成分とを含む全帯域の信号成分の周波数特性（下段図）とを示した図である。より詳細に、図１２（ａ）は、入力される音響信号の信号レベルが小さい場合における、信号レベルの振幅状態（（ａ）の上段図）と全帯域の信号成分の周波数特性（（ａ）の下段図）とを示し、図１２（ｂ）は、入力される音響信号の信号レベルが大きい場合における、信号レベルの振幅状態（（ｂ）の上段図）と全帯域の信号成分の周波数特性（（ｂ）の下段図）とを示している。
【００６９】
歪成分は、図１２（ａ）（ｂ）の下段図に示すように、１次成分のピークを示す５６Ｈｚよりも高い周波数帯域の信号成分であって、信号レベルが大きく変動する範囲の信号成分が該当する。つまり、図１２（ａ）（ｂ）の下段図に示すように、全帯域の信号成分（全成分）から５６Ｈｚの信号成分（１次成分）を抽出した部分以外の成分が歪成分としてとして抽出される。
【００７０】
例えば、歪率が−１０ｄＢとなる信号レベルを、サブウーハー１６０の再生能力と定義すると、図１１に示す縦軸の歪率［ｄＢ］が−１０ｄＢとなる場合の横軸の再生能力の信号レベルは、−１１．５ｄＢとなる。共振周波数が５６Ｈｚとなる信号レベルのレベル変換を行う第１レベル変換部２０９−１では、この−１１．５ｄＢが上限の信号レベルになるように、ルックアップテーブルの設定が行われる。
【００７１】
図１３は、第１レベル変換部２０９−１で設定されるルックアップテーブルに基づいて第１ダイナミックレンジ圧縮部２０８−１で抑圧される信号レベルの変換特性を示した図である。図１３に示すように、入力信号が−１３．５ｄＢまでの間は、入力信号の信号レベルがそのまま出力信号の信号レベルとなり、信号の抑圧処理は行われない。
【００７２】
しかしながら、入力信号が−１３．５ｄＢを過ぎると、信号の抑圧処理が開始され、入力信号が０ｄＢ（フルスケール）になると、出力信号の信号レベルが、上述した図１１の歪率の関係から求められる再生能力の信号レベルである−１１．５ｄＢとなるように抑圧が行われる。このようにして、歪率に基づいて定義されるサブウーハー１６０の再生能力に基づいてルックアップテーブルが設定されて、それぞれのダイナミックレンジ圧縮部２０８における信号レベルの抑圧処理（ダイナミックレンジ圧縮処理）が行われることにより、サブウーハー１６０より出力される低域音の信号レベルが、サブウーハー１６０の再生能力の上限よりも大きくなってしまうことを抑制することができる。このため、サブウーハー１６０より出力される低域音に対する歪みの発生を抑えることができ、焼損を防ぐことが可能となる。
【００７３】
図１４は、音源部１１０より出力される音響信号の信号レベル（音量）が大きい場合に、ダイナミックレンジ圧縮部２０８で圧縮処理が行われた場合（図１４の抑圧あり）と行われなかった場合（図１４の抑圧なし）の信号レベル変化を、第２パワーアンプ１５０に入力される音響信号の信号レベルの値に基づいて示した図である。具体的に、図１４は、図８（ａ）に示した制御ありの信号レベルに対して音量を１１ｄＢ増加させることにより信号レベルを大きくした場合を示している
【００７４】
図１４に示すように、抑圧なしの場合には、信号レベルがダイナミックレンジ圧縮部２０８において抑圧（制限）されないため、第２パワーアンプ１５０へ入力される音響信号の信号レベルは、サブウーハー１６０の再生能力の上限である−１１．５ｄＢよりも高い値になっている。しかしながら、抑圧ありの場合には、信号レベルがダイナミックレンジ圧縮部２０８において抑圧（制限）されるため、第２パワーアンプ１５０へ入力される音響信号の信号レベルは、サブウーハー１６０の再生能力の上限である−１１．５ｄＢ以内に抑えられている。このため、サブウーハー１６０より出力される低域音もサブウーハー１６０の再生能力の範囲内（上限以下）に抑えられることになり、出力音に歪みが発生したり、サブウーハー１６０に焼損が生じたりすることを効果的に防ぐことが可能となる。
【００７５】
以上、説明したように、本実施の形態に係るシートオーディオシステム１００を用いることにより、サブウーハー１６０より出力される低域音に対して、サブウーハー１６０の共振周波数に基づく周波数変換処理を施して、低域音の振動を効果的に増大させることが可能となる。このため、第２パワーアンプ１５０における小出力化と大幅な省電力化を実現させることが容易となる。
【００７６】
さらに、本実施の形態に係るシートオーディオシステム１００では、共振周波数毎の信号成分（１次成分）に基づいて歪率の変化を求め、サブウーハー１６０の再生能力の上限として設定されるサブウーハー１６０の歪率に基づいて、再生能力の上限となる信号レベルを決定することにより、レベル変換部２０９のルックアップテーブルを設定することも可能である。このようにして設定されたレベル変換部２０９のルックアップテーブルを用いて、ダイナミックレンジ圧縮部２０８より出力される音響信号の信号レベル抑圧を行うことにより、共振周波数による周波数変換によってサブウーハー１６０より出力される低域音がサブウーハー１６０の再生能力を超えて出力されてしまうことを防止することができる。このため、サブウーハー１６０より出力される出力音（低域音）に歪みが発生したり、サブウーハー１６０に焼損が生じたりすることを効果的に防ぐことが可能となる。
【００７７】
さらに、本実施の形態に係るシートオーディオシステム１００を用いることにより、出力音を振動として聴取者に体感させることができるので、例えば、警報システムに連動する警告音等を、音源部１１０の音響信号として入力させることにより、警告を警告音により聴覚的に聴取するだけでなく、振動として体感することが可能となる。このため、より効果的に聴取者に警告を知らせることが可能となり、音響信号をより効果的に振動として聴取者へ報知することが可能になる。
【００７８】
また、本実施の形態に係るシートオーディオシステム１００では、サブウーハー１６０がシート１７０の背もたれ部１７２に設置されている。サブウーハー１６０をシート１７０に設けることにより、シート１７０に着座した聴取者の背中がシート１７０の背もたれ部１７２に常に接することとなり、確実に振動を聴取者に伝達することが可能となる。さらに、シート１７０に着座した聴取者は、背もたれ部１７２等により、より広い面（振動伝達面）で振動を体感することが可能となるので、より確実に振動を体感することが可能になる。
【００７９】
以上、本発明に係る振動音響装置について、シートオーディオシステム１００を一例として用いて説明を行ったが、本発明に係る振動音響装置は、実施の形態に示したものに限定されるものではない。
【００８０】
例えば、シートオーディオシステム１００では、サブウーハー１６０がシート１７０の背もたれ部１７２に設置される場合を一例として用いた。しかしながら、サブウーハー１６０の設置箇所は、低域音を振動として聴取者に体感させることができるものであれば、シート１７０の背もたれ部１７２に限定されるものではない。例えば、シート１７０の座部１７３やヘッドレスト部１７１等にサブウーハー１６０を設置することも可能である。また、聴取者が低域音を振動として体感することができれば十分であるため、例えば、車両のハンドルや肘置き部や床面のマットなど、聴取者の体の一部等に接触する振動伝達可能な物体にサブウーハー１６０を設置することができれば、その設置位置、設置物体等は特に限定されない。
【００８１】
また、図１３に示す例では、出力信号の抑圧処理により聴取者が信号レベル変化に違和感を生じないように、入力信号が−１３．５ｄＢから０ｄＢに増加するに従って、出力信号の信号レベルの抑圧処理を緩やかに行う構成としたが、抑圧処理の信号レベルはこの範囲に限定されるものではない。従って、抑圧処理を開始する入力信号の信号レベルは、−１３．５ｄＢには限定されず、他の信号レベルの値から抑圧処理を開始してもよい。抑圧処理の処理状況をより適切に設定することにより、抑圧処理による出力音の振動の違和感を緩和させることも可能となる。
【符号の説明】
【００８２】
１００  …シートオーディオシステム（振動音響装置）
１１０  …音源部（音源）
１２０  …第１音響処理部
１３０  …第１パワーアンプ
１４０Ｌ  …第１スピーカ
１４０Ｒ  …第２スピーカ
１５０  …第２パワーアンプ
１６０  …サブウーハー（低域出力スピーカ）
１７０  …シート（振動伝達部材、椅子）
１７１  …ヘッドレスト部
１７２  …背もたれ部（振動伝達部材）
１７３  …座部
２００，２００ａ  …第２音響処理部
２０１  …モノラル部
２０２  …ダウンサンプリング部
２０３  …音量調節部
２０４  …包絡線検波部（包絡線検出手段）
２０５，２０５−１，・・・，２０５−ｎ  …周波数変換部（周波数変換手段）
２０６  …合成部
２０７  …アップサンプリング部
２０８，２０８−１，・・・，２０８−ｎ  …ダイナミックレンジ圧縮部（ダイナミックレンジ圧縮手段）
２０９，２０９−１，・・・，２０９−ｎ  …レベル変換部
２１０  …乗算部
３１０  …マイクロフォン
３２０  …インパルス応答測定部
３３０  …歪率測定部（歪率測定手段）
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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