(57)【要約】【課題】複数のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制して、質の高い音楽性をもつ音を発生する音響装置を提供する。【解決手段】２チャンネル用に分配された原音の音響信号の信号波形にエフェクトをかけた音響信号を出力するエフェクタ回路４と、原音の音響信号とエフェクトをかけた音響信号とを各スピーカから交互に出力する切替回路２、３、５、６と、少なくとも所定期間において、スピーカのうち一方から原音の音響信号が出力されるときは、他方のスピーカからはエフェクトをかけた音響信号が出力されるように切替回路２、３、５、６を制御するマイコン９とを有する。【選択図】　図１
2004120387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源から出力される音響信号を複数に分配して、夫々異なるスピーカから出力する音響装置であって、
複数に分配された第１の音響信号の信号波形を変形させた第２の音響信号を出力する波形変形手段と、
前記第１の音響信号と前記第２の音響信号とを各スピーカから交互に出力する信号出力手段と、
少なくとも所定期間において、前記スピーカのうち一方から前記第１の音響信号が出力されるときは、他方のスピーカからは前記第２の音響信号が出力されるように前記信号出力手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記信号出力手段は、前記第１の音響信号と前記第２の音響信号とを一定期間ずつ交互に出力することを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記各スピーカから出力される音響信号が互いに常時異なるように前記信号出力手段を制御することを特徴とする請求項２記載の音響装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の音響信号及び前記第２の音響信号の出力時間を変化させるように前記信号出力手段を制御することを特徴とする請求項１記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音源から出力される音響信号を複数に分配して、夫々異なるスピーカから出力する音響装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に屋内に設置されたステレオシステムの音響装置においては、左（Ｌ）チャンネル及び右（Ｒ）チャンネルの２チャンネルを用いて、ステレオの音響信号を左側のスピーカシステム及び右側のスピーカシステムに出力している。ところが、車載用の音響装置においては、フロント（Ｆｒｏｎｔ）側に２つのスピーカ、及び、リア（Ｒｅａｒ）側に２つのスピーカと、車両内に４つのスピーカを配置している。
【０００３】
図１４は、従来の車載用の音響装置のシステム構成を示す概念図であり、図１５は、その音響装置の４つのスピーカの位置を示す配置図である。これらの図に示すように、ＣＤやＭＤなどの記録媒体からのステレオ音源１０は、フロント及びリアに分配されて、各スピーカに出力される。その４つのスピーカは、フロント側に左チャンネル用のスピーカ１１Ｌ及び右チャンネル用のスピーカ１１Ｒが配置され、リア側に左チャンネル用のスピーカ１２Ｌ及び右チャンネル用のスピーカ１２Ｒが配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の音響装置においては、左右方向に関してはステレオ出力となるが、前後方向に関しては同一の音響信号（同信号）であるため、モノラル出力になっている。このため、前後のスピーカによる音の干渉によって音の劣化や聴取位置による音色変化が大きくなり、音響特性が損なわれてしまうという問題点があった。
【０００５】
なお、このような従来の音響装置の構成は、極めて一般的なものであり、かかる構成を記載した文献も膨大な数に昇り、最も適切な先行技術文献として具体的なものを開示することは極めて困難である。したがって、上記したような当業者の間ですでに周知となっている一般の音響装置の構成を従来の技術の一例とする。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制して、質の高い音響特性をもつ音を発生する音響装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の音響装置は、音源から出力される音響信号を複数に分配して、夫々異なるスピーカから出力する音響装置であって、複数に分配された第１の音響信号の信号波形を変形させた第２の音響信号を出力する波形変形手段と、前記第１の音響信号と前記第２の音響信号と各スピーカからを交互に出力する信号出力手段と、少なくとも所定期間において、前記スピーカのうち一方から前記第１の音響信号が出力されるときは、他方のスピーカからは前記第２の音響信号が出力されるように前記信号出力手段を制御する制御手段とを有するようにした。
【０００８】
従って、本発明の音響装置によれば、少なくとも所定期間において、複数のスピーカのうち一方から原音である第１の音響信号が出力されるときは、他方のスピーカからは第１の音響信号の信号波形を変形させた第２の音響信号が出力されるように制御するので、複数のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制して、質の高い音響特性をもつ音を発生することができる。
【０００９】
本発明の音響装置は、前記信号出力手段が、前記第１の音響信号と前記第２の音響信号とを一定期間ずつ交互に出力するようにした。
【００１０】
従って、本発明の音響装置によれば、複数のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制して、本来モノラルで発音される音についても擬似的にステレオの音が得られ、質の高い音響特性をもつ音を発生することができる。
【００１１】
本発明の音響装置は、前記制御手段が、前記各スピーカから出力される音響信号が互いに常時異なるように前記信号出力手段を制御するようにした。
【００１２】
従って、本発明の音響装置によれば、複数のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制して、本来モノラルで発音される音についても擬似的にステレオの音が得られ、質の高い音響特性をもつ音を発生することができる。
【００１３】
本発明の音響装置は、前記制御手段が、前記第１の音響信号及び前記第２の音響信号の出力時間を変化させるように前記信号出力手段を制御するようにした。
【００１４】
従って、本発明の音響装置によれば、複数のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制し、且つ、音の遅延感を強くすることで、質の高い音響特性をもつ音を発生することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の音響装置の実施の形態１を説明する。図１は実施の形態１による音響装置のシステム構成を示す概念図である。ＣＤやＭＤなどの記録媒体からのステレオ音源１の出力は、フロント側の切替回路２の共通端子２ｃ、及び、リア側の切替回路３の共通端子３ｃに入力される。
【００１６】
なお、ステレオ音源１の出力は左右の２チャンネルの音響信号であるので、当然のことながら、信号線も２系統で構成されている。しかし、左チャンネルの音響信号についても、また右チャンネルの音響信号についても、この実施の形態１（後述する実施の形態２も同様）における信号処理は同じであるので、図面及び説明を簡便にするため、左右のチャンネルの音響信号についての信号処理をまとめて説明する。
【００１７】
フロント側の切替回路２の一方の切替端子２ｂ、及び、リア側の切替回路３の一方の切替端子３ａは、エフェクト回路４の入力側に接続されている。フロント側の切替回路２の他方の切替端子２ａは、フロント側の別の切替回路５の一方の切替端子５ａに接続されている。リア側の切替回路３の他方の切替端子３ｂは、リア側の別の切替回路６の一方の切替端子６ｂに接続されている。フロント側の切替回路５の他方の切替端子５ｂ、及び、リア側の切替回路６の他方の切替端子６ａには、エフェクト回路４の出力側が接続されている。
【００１８】
フロント側の切替回路５の共通端子５ｃは、フロント側の左チャンネル用のスピーカ７Ｌ及び右チャンネル用のスピーカ７Ｒに接続されている。また、リア側の切替回路６の共通端子６ｃは、リア側の左チャンネル用のスピーカ８Ｌ及び右チャンネル用のスピーカ８Ｒに接続されている。なお、実際は、切替回路５及び６と夫々に対応するスピーカとの間には、増幅回路やその他の信号処理回路が設けられているが、本発明には直接関係しないので説明は省略する。
【００１９】
マイコン９は、図の点線で示す制御線によって４つの切替回路２、３、５、６に接続され、内部に組み込まれている制御プログラムに従って、各切替回路の切替を制御する制御手段である。すなわち、各切替回路は、マイコン９の制御によって、ステレオ音源１を各スピーカに出力する信号出力手段である。また、エフェクト回路４は、入力される音響信号（第１の音響信号）の信号波形にエフェクト処理を施して、変形した音響信号（第２の音響信号）を出力する信号変形手段である。
【００２０】
このエフェクト回路４によるエフェクト処理としては、単一の音源を複数の音源の音が同時に鳴っているように信号波形を変形するコーラス効果、音響信号の高域成分を強調するように信号波形を変形するエンハンサー効果、音響信号の歪を防止するために信号波形のダイナミックレンジを圧縮するコンプレッサー効果などがある。
【００２１】
なお、マイコン９、４つの切替回路２、３、５、６及びエフェクト回路４における実際の接続状態は、この図よりも相当に複雑である。また、マイコン、切替回路、エフェクト回路を単一のＬＳＩであるＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）で構成することも可能である。すなわち、上記したように図１のシステム構成は概念図（後述する実施の形態２の図１２も同様）であり、この音響装置の動作を説明するためのものである。
【００２２】
次に、実施の形態１における動作の様々な態様（第１の態様〜第８の態様）について、図１及び図２〜図１１を参照して説明する。図２は、フロント側とリア側の音響信号に第１の態様によるエフェクト処理を施した場合（これを一般に「エフェクトをかける」という）のタイミング図である。
【００２３】
この第１の態様では、マイコン９の制御によって、ｔ１なる時間に、切替回路２及び切替回路５の共通端子２ｃ及び５ｃを切替端子２ｂ及び５ｂに接続し、切替回路３及び切替回路６の共通端子３ｃ及び６ｃを切替端子３ｂ及び６ｂに接続する。したがって、このｔ１の時間には、フロント側の音響信号はエフェクト回路４に入力されて、エフェクトをかけた音響信号がフロント側のスピーカ７Ｌ及び７Ｒに出力される。一方、同じｔ１の時間に、リア側の音響信号は原音のままリア側のスピーカ８Ｌ及び８Ｒに出力される。この結果、図２に示すように、１番目のｔ１の時間には、フロント側の信号波形にエフェクトをかけている時、リア側の信号波形にはエフェクトをかけず原音のままとなる。
【００２４】
次のｔ１の時間には、切替回路２及び切替回路５の共通端子２ｃ及び５ｃを切替端子２ａ及び５ａに接続し、切替回路３及び切替回路６の共通端子３ｃ及び６ｃを切替端子３ａ及び６ａに接続する。したがって、このｔ１の時間には、リア側の音響信号はエフェクト回路４に入力されて、エフェクトをかけた音響信号がリア側のスピーカ８Ｌ及び８Ｒに出力される。一方、同じｔ１の時間に、フロント側の音響信号は原音のままフロント側のスピーカ７Ｌ及び７Ｒに出力される。この結果、図２に示すように、２番目のｔ１の時間には、リア側の信号波形にエフェクトをかけている時、フロント側の信号波形にはエフェクトをかけず原音のままとなる。
【００２５】
その後も、ｔ１の時間ごとに、フロント側又はリア側に交互にエフェクトをかけて、どのタイミング（ｔ１の時間）においても、フロント側とリア側とでは異なる音響信号がそれぞれのスピーカに出力されるが、総合的にはフロント側もリア側も同じ条件で、効果幅ｙ１に応じたエフェクトがかかる。ｙ１の値が小さいほど原音に近い音になり、ｙ１の値が大きいほど原音と異なる音になる。
【００２６】
図３は、フロント側又はリア側に、コンプレッサー効果のエフェクトをかけた場合の音楽信号の信号波形を示す図である。この図において、実線で示す波形が原音の信号波形であり、点線で示す波形がコンプレッサー効果のエフェクトをかけた信号波形である。この図に示すように、フロント側もリア側も同じ条件で共に圧縮効果があり、且つ、どのタイミングをみてもフロント側とリア側の信号波形が異なっているので、音の干渉を抑制できる。
【００２７】
このように、一定時間ごとに、フロント側又はリア側に交互にエフェクトをかけて、どのタイミングにおいても、フロント側とリア側とで異なる音響信号をそれぞれのスピーカに出力することで、４つのスピーカの位置を示す図４の配置図において、左チャンネルにおけるフロント側のスピーカ７Ｌとリア側のスピーカ８Ｌとの間で、擬似的にステレオの音が得られる。同様に、右チャンネルにおけるフロント側のスピーカ７Ｒとリア側のスピーカ８Ｒとの間で、擬似的にステレオの音が得られる。
【００２８】
図５は、フロント側とリア側の音響信号に第２の態様によるエフェクトをかけた場合のタイミング図である。この場合は、効果幅ｙ２が図２における効果幅ｙ１場合よりも小さくなっている。このようなエフェクトは、原音をあまり崩したくない場合に有効である。
【００２９】
図６は、フロント側とリア側の音響信号に第３の態様によるエフェクトをかけた場合のタイミング図である。この場合は、効果幅ｙ３が図２における効果幅ｙ１場合よりも大きくなっている。このようなエフェクトは、エフェクト効果を強調したい場合に有効である。
【００３０】
図７は、フロント側とリア側の音響信号に第４の態様によるエフェクトをかけた場合のタイミング図である。この場合は、フロント側又はリア側に交互にエフェクトをかける周期（ｔ２の時間）が、図２における周期（ｔ１の時間）よりも長い時間になっている。車両の広さやフロント側のスピーカとリア側のスピーカとの距離などに応じて、音場の空間特性が異なるので、エフェクトをかける周期を変えることで、車両内の様々な音場に対応できる。エフェクトをかける周期は、ユーザの設定操作によってマイコン９のメモリ４０に登録される。
【００３１】
図８は、フロント側とリア側の音響信号に第５の態様によるエフェクトをかけた場合のタイミング図である。この場合は、フロント側及びリア側のいずれにおいても、原音を出力する時間ｔ４がエフェクトをかけた音を出力する時間ｔ３よりも長い時間になっている。このようなエフェクトは、第２の態様の場合と同様に、原音をあまり崩したくない場合に有効である。
【００３２】
また、この第５の態様においては、ある期間の原音又はエフェクト音が、次の期間のエフェクト音又は原音に及ぼすマスキング効果を考えると、この特性を利用して、原音の出力時間をできるだけ長くとることで、聴感上の違和感を低減して、自然な感じのステレオ効果が得られる。
【００３３】
なお、この例では、フロント側及びリア側において、両方とも原音が出力される時間ｔ５、ｔ６は、０≦ｔ５、ｔ６≦（ｔ４−ｔ３）のような範囲になっている。この範囲で時間ｔ５やｔ６を変化させることにより、フロント側とリア側との間のステレオ効果を微妙に調整できる。
【００３４】
図９は、フロント側とリア側の音響信号に第６の態様によるエフェクトをかけた場合のタイミング図である。これは、図８における時間ｔ５をゼロにした例である。この場合は、フロント側で聴取している人にとっては、フロント側のエフェクト音を聴いた後、リア側のエフェクト音を聴き、その後の原音の余韻が長いので、遅延感が強くなることになる。逆に、ｔ５をゼロにした例では、リア側で聴取している人にとって、音の遅延感が強くなることになる。
【００３５】
図１０は、フロント側とリア側の音響信号に第７の態様によるエフェクトをかけた場合のタイミング図である。この場合は、エフェクトのかかる時間をランダムに制御するものである。この例では、フロント側のエフェクト音の後に、リア側のエフェクト音が追従するパターンになっている。これとは逆に、リア側のエフェクト音の後に、フロント側のエフェクト音が追従するパターンも考えられる。いずれのパターンにおいても、音の遅延感が強くなることになる。
【００３６】
図１１は、フロント側とリア側の音響信号に第８の態様によるエフェクトをかけた場合のタイミング図である。この場合は、フロント側にエフェクトがかかる時間ｔ１０が、リア側にエフェクトがかかる時間ｔ１１よりも長くなっている。したがって、フロント側ではエフェクトが強調され、リア側では原音に近くなる。これとは逆に、リア側ではエフェクトが強調され、フロント側では原音に近くなるパターンも考えられる。
【００３７】
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、少なくとも所定期間において、フロント側又はリア側のスピーカのうち一方から原音の音響信号が出力されるとき、他方のスピーカからは原音の音響信号の信号波形にエフェクトをかけて変形させた音響信号が出力されるように制御するので、フロント側及びリア側のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制して、質の高い音響特性をもつ音を発生することができる。
【００３８】
また、本発明の実施の形態１によれば、ユーザの設定操作によって、エフェクトをかける周期を自在に設定するので、フロント側とリア側とにおけるスピーカの距離や、車両内部の空間特性に制限されることなく、質の高い音響特性をもつ音を発生することができる。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態２について、図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、実施の形態２における音響装置のシステム構成を示すブロック図である。この図において、図１に示した実施の形態１の構成要素と同じものは、同一の符号で示されている。図１２のシステム構成が図１のシステム構成と異なる点は、図１２の構成の場合、フロント側及びリア側に夫々独立したエフェクト回路４１及び４２が設けられている点である。その他の構成については、図１における実施の形態１の構成と同じである。
【００４０】
マイコン９から各切替回路に接続された（図の点線で示す）制御線も、図１の場合とほぼ同じであるが、図１２の場合は、フロント側及びリア側に夫々独立したエフェクト回路４１及び４２が設けられているので、マイコン９は、フロント側及びリア側に対して、任意のタイミングでエフェクトをかけることが可能である。
【００４１】
図１３は、フロント側とリア側の音響信号に夫々独立してエフェクトをかけた場合のタイミング図である。この図に示すように、フロント側又はリア側の一方にエフェクトをかけた時間と他方にエフェクトをかけた時間とを重複させることも可能である。特にこの例では、フロント側においてもリア側においても、エフェクトをかけて原音を変形して出力する時間が、エフェクトをかけないで原音のまま出力する時間よりも長くなっている。
【００４２】
以上のように、発明の実施の形態２によれば、フロント側の音響信号とリア側の音響信号に様々なパターンでエフェクトをかけるので、様々な音場においてフロント側及びリア側のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制できるとともに、ユーザの好みによって特殊な音場の創造が可能になる。
【００４３】
なお、上記各実施の形態においては、エフェクト回路を経由する経路と、エフェクト回路を経由しない経路とを切り替えるように構成したが、すべての信号経路にエフェクト回路を設け、エフェクト回路のオン・オフを切り替えるように制御する構成にしてもよい。
【００４４】
また、上記各実施の形態においては、左右の２つのチャンネルをもつステレオ音源に対してエフェクトをかけて信号波形を変形する構成にしたが、単一のチャンネルのモノラル音源に対してエフェクトをかけて信号波形を変形して、擬似的にステレオ化するように構成してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明の音響装置によれば、少なくとも所定期間において、複数のスピーカのうち一方から原音である第１の音響信号が出力されるとき、他方のスピーカからは第１の音響信号の信号波形を変形させた第２の音響信号が出力されるように制御するので、複数のスピーカから発生する音の干渉による音の劣化、及び、聴取位置による音色変化を抑制して、質の高い音響特性をもつ音を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における車載用の音響装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における第１の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図３】本発明の実施の形態１における第１の態様でコンプレッサー効果のエフェクトをかけた場合の音楽信号の信号波形を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の音響装置における４つのスピーカの位置を示す配置図である。
【図５】本発明の実施の形態１における第２の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図６】本発明の実施の形態１における第３の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図７】本発明の実施の形態１における第４の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図８】本発明の実施の形態１における第５の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図９】本発明の実施の形態１における第６の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における第７の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における第８の態様のエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における音響装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態２においてエフェクトをかけた場合のタイミング図である。
【図１４】従来の車載用の音響装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の車載用の音響装置における４つのスピーカの位置を示す配置図である。
【符号の説明】
１　音源
２、３、５、６　切替回路（信号出力手段）
４、４１、４２　エフェクト回路（信号変形手段）
９　マイコン（制御手段）
４０　メモリ（記憶手段）
７Ｌ　フロント側の左スピーカ
７Ｒ　フロント側の右スピーカ
８Ｌ　リア側の左スピーカ
８Ｒ　リア側の右スピーカ
【図１】
2004120387.tif 000003
【図２】
2004120387.tif 000004
【図３】
2004120387.tif 000005
【図４】
2004120387.tif 000006
【図５】
2004120387.tif 000007
【図６】
2004120387.tif 000008
【図７】
2004120387.tif 000009
【図８】
2004120387.tif 000010
【図９】
2004120387.tif 000011
【図１０】
2004120387.tif 000012
【図１１】
2004120387.tif 000013
【図１２】
2004120387.tif 000014
【図１３】
2004120387.tif 000015
【図１４】
2004120387.tif 000016
【図１５】
2004120387.tif 000017