(57)【要約】この工程では、主にフロント左右の座席における音響の歪み差を、同じ符号ではない周波数帯域幅で使用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
2つのチャンネル間の電気位相を特定の周波数帯域で反転させることから構成されるタイプの自動車音響再生装置のステレオ位相を調整する方法で、左右チャンネル間の相対位相の変化が2つの聴取位置
【数１】
2018535597.tif 000030
及び
【数２】
2018535597.tif 000031
のチャンネル間の位相の歪みが異なる符号である周波数に対して動作して同じ符号になるという事実が特徴である。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車音響再生装置のステレオ位相を調整する方法で、左右の聴取位置での歪み位相の合計係数が180°以上の周波数における2つのチャンネル間で電気位相が反転されることを特徴とする。
【請求項３】
請求項１に記載の方法で、2つの聴取位置における2つのチャンネル間の音響位相の歪みの差異の半分に等しいステレオ位相の変位を2つのチャンネル間に適用することにより、2つの聴取位置におけるステレオ位相の歪みを対称化するという事実を特徴とする。
【請求項４】
請求項１、請求項２、又は請求項３のいずれか1項に記載の方法を実施するための、自動車のステレオ変調を再生するための装置で、電子制御装置、電源及び複数のスピーカーを含む。
【請求項５】
請求項４に記載の音響変調再生装置を搭載した自動車。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自動車立体音響再生における音響位相の歪みを低減するための新規の方法に関する。
【０００２】
自動車メーカーが製造する全ての乗用車には、ステレオ変調を再現するように設計されたラウドスピーカーシステムが装備されている。
【０００３】
立体音響の工程は、２つの点音源から連続的かつ均質な音像を得ることが可能になる。ただし、リスナーがこれら２つの音源から等距離に位置する場合である。
【０００４】
しかし、自動車内で並んで座っている２人のリスナーが、左右のチャンネルを再生する2つのラウドスピーカーから等距離にいることは不可能である。
【０００５】
スピーカーとリスナーとの間隔の差は、2つのチャンネル間のレベルと音響位相の歪みを生成し、車内の立体音響再生をひどく低下させる。
【０００６】
これを改善する方法は、2つのカテゴリに分類される。一方、いわゆるモノステレオ方式は、一般的に運転者であるリスナーに対して、他のリスナーに対する結果を心配することなく音像を改善する目的であり、他方では、バイフォニック方式は、並んでいるリスナー両方のリスニングの質を向上させることを目的にしている。
【０００７】
本発明は、バイフォニック方式のカテゴリに属する。
【０００８】
以下では、聞く位置における2つのチャンネル間の位相差を音響位相と呼ぶ。
【０００９】
以下では、ラウドスピーカーが同じ信号を発する時に出る音波間の聴取点における位相差を「ステレオ位相の歪み」と呼ぶ。
【００１０】
音響技術者の研究、特にSTEVENSとNEWMAN（スティーブンとニューマン）の研究によると、位相は約100Hzと1500Hz間の周波数帯域における音源の位置に関係しているように見える。従って、測定を31.5Hz〜1600Hzの帯域に、そして位相歪みの計算を100Hz〜1600Hzの帯域に制限した。音像の形成に低周波は介入しない。
【００１１】
自動車におけるステレオ変調のレンダリングを改善するための方法が数多く提案された。米国特許第4,817号（パイオニア）、第503,3092号（オンキヨー）、第60,338,323号（ハーマン）、国際公開第 2007/106551号パンフレット（ドルビー）及びフランス特許第2,839,602号及び第2,985,144号が知られている。
【００１２】
これらの方法は全て、チャンネル間の音響位相の歪みを低減するために、特定の周波数帯域におけるステレオ位相を反転させることを主張し、主に使用する操作モードが異なる。
【００１３】
ステレオ位相の反転には、例えば、2つのチャンネル内の1つの位相を反転させることによって、2つのチャンネル間に180°の位相差を適用することにある。
どのような方法を用いても、ステレオ位相が反転されると、位相の歪みは信号を変化させ、その係数は元の歪みの180°の補角となる。
【００１４】
聴取点における音響位相の歪みが特定の周波数帯域で90°を越える限りにおいて、この周波数帯域でステレオ位相を反転させると、音響位相の歪みの係数が低下し、ひいてはステレオ変調の復元が改善される。
【００１５】
しかし、前述した特許のいずれも、運転位置のレイアウトに起因した、車の正面における2つの聴取位置での位相の歪みの差異については言及していない。
【００１６】
本発明は、実車における自動車の立体音響再生を改善するための新規の方法であり、既知の方法で得られる結果よりも優れた結果を得ることができ、これは2つの聴取位置における位相の歪みの差異を使用することによって行われる。
このために、一方では
【００１７】
【数１】
2018535597.tif 000003
【００１８】
を考慮する。これは、車の左側にある聴取位置の左のスピーカーからの音響波と右のスピーカーからの音響波との間の位相差異である。
そして第2に
【００１９】
【数２】
2018535597.tif 000004
【００２０】
を考慮する。これは、車の右側にある聴取位置の右のスピーカーから来る音響波と左のスピーカーから来る音響波との間の位相差異である。
典型的な構成、即ち、低音と中音のレジスタを再現する底部にスピーカーを、高周波数を再生するダッシュボードの端にトゥイーターを正面に装備した実車で新しい方法を試験した。
【００２１】
各聴取位置にはマイクを配置し、左右それぞれのスピーカーには、ピンクノイズ信号を順次印加した。
【００２２】
位相差異を測定するために、2段階で進行する。
まず、左のスピーカーに信号を印加し、左のマイクが生成した信号と左のスピーカーに印加した信号との間の位相差異
【００２３】
【数３】
2018535597.tif 000005
【００２４】
を測定する。
【００２５】
次の手順では、右のスピーカーに信号を印加し、左のマイクが生成した信号と右のスピーカーに印加した信号との間の位相差異
【００２６】
【数４】
2018535597.tif 000006
【００２７】
を測定する。
【００２８】
そして得たものが次の通りである。
【００２９】
【数５】
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【００３０】
右のマイクで同じ手順を繰り返す
【００３１】
【数６】
2018535597.tif 000008
【００３２】
図１における実線の曲線は
【００３３】
【数７】
2018535597.tif 000009
【００３４】
であり、点線の曲線は
【００３５】
【数８】
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【００３６】
である。
【００３７】
平均的な位相の歪み（100Hz〜1600Hz間の平均絶対値）は、運転手側が101°で助手席側が116°で合計217°、平均が108.5°である。
【００３８】
図２における実線の曲線は、運転手側の残留位相の歪みであり、点線の曲線は、運転者に有利な周波数での従来の方法に従ったチャンネルの位相反転を適用した後の助手席側の残留位相の歪みであり、即ち、100Hz〜315Hzの間、及び1000Hz〜1250Hzの間である。これらの条件において、残留歪みは運転手側で34°、助手席側で62°の合計96°で、平均が48°である。
【００３９】
本発明における2つの主な概念の最初は、
【００４０】
【数９】
2018535597.tif 000011
【００４１】
及び
【００４２】
【数１０】
2018535597.tif 000012
【００４３】
が同じ符号ではない周波数帯域に対して特定の処理を適用することである。
【００４４】
例えば
【００４５】
【数１１】
2018535597.tif 000013
【００４６】
及び
【００４７】
【数１２】
2018535597.tif 000014
【００４８】
とする。左のチャンネルを90°遅らせれば
【００４９】
【数１３】
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【００５０】
及び
【００５１】
【数１４】
2018535597.tif 000016
【００５２】
を得る。2つの聴取位置でステレオ位相の歪みを解消した。
【００５３】
ここで、
【００５４】
【数１５】
2018535597.tif 000017
【００５５】
及び
【００５６】
【数１６】
2018535597.tif 000018
【００５７】
の合計絶対値を150°とする。
【００５８】
左チャンネルを50°遅延させることで、左に+50°、右に0°の残留歪み、すなわち合計50°の歪みが得られる。
【００５９】
左チャンネルを60°遅延させることで、左に+40°、右に+10°の残留歪み、すなわち合計50°の歪みが得られる。
【００６０】
左チャンネルを70°遅延させることで、左に30°、右に20°の残留歪み、すなわち合計50°の歪みが得られる。
【００６１】
左チャンネルを80°遅延させることで、左に20°、右に30 °の残留歪み、すなわち合計50°の歪みが得られる。
【００６２】
左チャンネルを90°遅延させることで、左に10°、右に40°の残留歪み、すなわち合計50°の歪みが得られる。
【００６３】
左チャンネルを100°遅延させることで、左に0°、右に+50°の残留歪み、すなわち合計50°の歪みが得られる。
【００６４】
左チャンネルを50°未満又は100°以上遅延させると、合計50°以上の歪みが生じる。この場合、左右の歪みはもはや同じ符号ではないことが分かる。
【００６５】
そこで、次のルールを推測できる。左右の歪みが同じ符号ではない周波数における全歪みの最小値を得るために必要かつ十分な条件は、それらの間に位相変位を適用させ、それらを同じ符号にすることである。
【００６６】
歪みが+90°及び-90°の場合を再度例にとると、同じ符号を持つのは0だけである。
【００６７】
この操作の後、各周波数帯域には同じ符号の左右に歪みがあるが、この符号は全ての周波数で必ずしも同じではない。
【００６８】
得られた歪みの合計は、元の歪みの差異に等しい。
【００６９】
ここで問題となるのは、反転後に全歪みの最小値を得るために、チャンネルの位相を反転する時である。
【００７０】
回答は、2つの歪みの合計が180°を越える時である。
【００７１】
以下の場合に戻る。
【００７２】
【数１７】
2018535597.tif 000019
【００７３】
左チャンネルに70°の遅延を適用させると、左に+30°、右に+20°の歪みが得られ、左に80°の遅延を適用させると、左に+20°、右に+30°の歪みが得られた。
【００７４】
このことから、左に75°の遅延を適用させることによって、左右に+25°の歪みが得られることが推論できる。
【００７５】
本発明における第2の主な概念は、ステレオ位相の歪みには恐らく対称性があることである。更に確認していく。
【００７６】
位相の観点から車の縦中心面に関して、運転者と乗客によって知覚される音像の対称性に関する条件が書かれている。
【００７７】
【数１８】
2018535597.tif 000020
【００７８】
【数１９】
2018535597.tif 000021
【００７９】
が位相の歪みを対称にするために左チャンネルに適用される位相補正の場合。対称化が可能な場合、
【００８０】
【数２０】
2018535597.tif 000022
【００８１】
は方程式の解であるに違いない。
【００８２】
【数２１】
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【００８３】
方程式(4)は以下の解を有する。
【００８４】
【数２２】
2018535597.tif 000024
【００８５】
右チャンネルの位相を以下のように変位することで同じ結果が得られる。
【００８６】
【数２３】
2018535597.tif 000025
【００８７】
又は、
【００８８】
【数２４】
2018535597.tif 000026
【００８９】
及び
【００９０】
【数２５】
2018535597.tif 000027
【００９１】
の左右チャンネルそれぞれの位相を同時に補正する。
【００９２】
図３では、細線の曲線は元の歪みであり、太い曲線は平均66°で対称化された位相の歪みである。
【００９３】
元の歪みが同じ符号ではない、特に1000Hz前後の周波数における歪みの大幅な減少に注目してください。
【００９４】
図４において、細線の曲線は、従来の方法で得られた左右の歪みであり、つまり図２の曲線である。太線の曲線は、100Hz〜160Hz間、及び315Hz〜400Hz間のチャンネル位相の対称化及び反転後の残留歪みである。残留歪みは31Hzで両側にあり、全歪みが35％減少する従来の方法で得られる96°の合計と比較して、合計62°となる。
【００９５】
この改善は、歪みが同じ符号を持たない周波数に適用された処理によるものである。対称化は特殊なケースである。
【００９６】
場合によっては、対称化の設定を選択することもでき、別の場合では、リスナーを若干有利にすることを好む。
【００９７】
しかし、どちらの場合でも、歪みが同じ符号を持たない周波数の場合に自動的に対処し、構成の品質における明確な視点を提供する第1の対称化を実行するほうがより快適となる。
【００９８】
この対称化により、例えば、あるチャンネルを若干優先させるために他方について位相変更を行うことが可能である。全歪みを増加させないために必要かつ十分な条件は、対称化の後に得られた2つの歪みの符号を保存することである。
【００９９】
この工程は、自動車の装備に使われる電気音響装置の対象となる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図1における実線の曲線は
【０１０１】
【数２６】
2018535597.tif 000028
【０１０２】
であり、点線の曲線は
【０１０３】
【数２７】
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【０１０４】
である。
【図２】図2における実線の曲線は、運転手側の残留位相の歪みであり、点線の曲線は、運転者に有利な周波数での従来の方法に従ったチャンネルの位相反転を適用した後の助手席側の残留位相の歪みであり、即ち、100Hz〜315Hzの間、及び1000Hz〜1250Hzの間である。これらの条件において、残留歪みは運転手側で34°、助手席側で62°の合計96°で、平均が48°である。
【図３】細線の曲線は元の歪みであり、太い曲線は平均66°で対称化された位相の歪みである。
【図４】細線の曲線は、従来の方法で得られた左右の歪みであり、つまり図２の曲線である。太線の曲線は、１００Ｈｚ〜１６０Ｈｚ間、及び315Hz〜400Hz間のチャンネル位相の対称化及び反転後の残留歪みである。残留歪みは31Hzで両側にあり、全歪みが35%減少する従来の方法で得られる96°の合計と比較して、合計62°となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2018535597.tif 000037
2018535597.tif 000038
2018535597.tif 000039
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