(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカを用いて音像を定位するステレオダイポール方式の音像定位装置において、
互いに近接して右前座席の右横に配置される２つのＲチャンネルスピーカ、
互いに近接して左前座席の左横に配置される２つのＬチャンネルスピーカ、
前記Ｒチャンネルスピーカにより生成される音像が各左右前座席の右前方に定位するように、右前座席の前方に位置する前記Ｒチャンネルスピーカに伝達特性WRLを介してRチャンネルの音声信号を入力させ、右前座席の後方に位置する前記Ｒチャンネルスピーカを伝達特性WRRを介して前記Rチャンネルの音声信号を入力させ、
前記Lチャンネルスピーカにより生成される音像が各左右前座席の左前方に定位するように、左前座席の前方に位置する前記Lチャンネルスピーカに伝達特性WLRを介してLチャンネルの音声信号を入力させ、左前座席の後方に位置する前記Lチャンネルスピーカを伝達特性WLLを介して前記Lチャンネルの音声信号を入力させる制御フィルタ、
を備えた車室内の音像定位装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車室内の音像定位装置に係わり、特に、車室内の各前座席の前方左右にそれぞれＲチャンネル及びＬチャンネルの音像を定位する音像定位装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオシステムには頭部音響伝達関数を模擬して音像位置を制御する技術があり、かかる技術としてステレオダイポール方式が知られている。このステレオダイポール方式は、図２に示すように、左右２つの制御音源（制御スピーカ）１ａ，１ｂを聴取者２ａ，２ｂの前方に近接して並置することにより前後方向に制御領域３を拡大し、制御領域内の聴取者２ａ，２ｂに臨場感を与えるものである。すなわち、ステレオダイポール方式では、聴取者２ａ，２ｂの右前方にＲチャンネルの信号により生成される音像４ａ，４ｂを定位し、又、聴取者２ａ，２ｂの左前方にＬチャンネルの信号により生成される音像５ａ，５ｂを定位して制御領域３を拡大し、制御領域内の聴取者に臨場感を与えるものである。かかるステレオダイポール制御を行うために、Ｒチャンネルの音声信号ＳR及びＬチャンネルの音声信号ＳLをそれぞれ所定の伝達特性ＷRR，ＷLR，ＷRL，ＷLLを有する制御フィルタ６ａ1〜６ａ2，６ｂ1〜６ｂ2に入力し、各制御フィルタ出力を合成部７ａ，７ｂで合成し、合成後、パワーアンプ８ａ，８ｂで増幅してスピーカ１ａ，１ｂに入力する。
【０００３】
図３及び図４はステレオダイポール方式の原理説明図であり、片方のチャネンルを例にとった場合を示している。図３において制御音源１１ａ，１１ｂを用いて音像（模擬音像）１２の定位制御を実現するには以下のようにすれば良い。すなわち、制御フィルタ１３ａ，１３ｂの制御特性をＷ1，Ｗ2，制御音源１１ａ，１１ｂから頭部近傍のマイク１４ａ，１４ｂまでの伝達関数をＣ11〜Ｃ22、模擬音像１２からマイク１４ａ，１４ｂまでの伝達関数を  Ｈ1，Ｈ2とすれば、次式
Ｈ1＝Ｃ11Ｗ1＋Ｃ12Ｗ2 (1)
Ｈ2＝Ｃ21Ｗ1＋Ｃ22Ｗ2 (2)
を満たすように制御フィルタ１３ａ，１３ｂのフィルタ係数（伝達関数）Ｗ1，Ｗ2を決定すれば良い。上式よりフィルタ係数Ｗ1，Ｗ2は、
Ｗ1＝（Ｃ22Ｃ11−Ｃ12Ｃ21）-1・（Ｃ22Ｈ1−Ｃ12Ｈ2）        (3)
Ｗ2＝（Ｃ11Ｃ22−Ｃ21Ｃ12）-1・（Ｃ11Ｈ2−Ｃ21Ｈ1）        (4)
となる。以上は頭部音響伝達関数模擬による音像定位制御技術である。
【０００４】
しかし、上記の手法だけでは制御点近く（マイク近傍）の狭い領域だけでしか効果を得ることができない。そこで、ステレオダイポール方式では、図４に示すように、制御音源１１ａ，１１ｂを聴取者の前方に近接して設置することにより、前から後ろへの単純な音波の流れを作り出して前後方向に広い領域で類似の音波が聴取できるようにすることで制御領域１６を拡大する。
以上の原理により、図２に示すステレオダイポール方式の音像定位装置によれば前後方向に制御領域３が拡大し、しかも、聴取者にステレオ感、臨場感を与えることが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ステレオダイポール方式では聴取者の前方に制御音源１ａ、１ｂ（図２）を近接させて設置する必要があり、車室内のように前方にスピーカを設置することが困難な環境では実現が難しいといった問題がある。
また、たとえ車室内で聴取者の前方に制御音源としてのスピーカを設置できたとしても、図５に示すように運転席２１と助手席２２の前方にそれぞれスピーカ１ａ〜１ｂを設けなくてはならず、両者間のクロストークが音像の定位制御に悪影響を及ぼす問題がある。尚、図５は図２に示す制御系を運転席２１と助手席２２の両方にそれぞれ独立して設けたもので、２３は車室、２４は後部座席である。
【０００６】
以上から、本発明の目的は、車室内でステレオダイポール方式による音像定位制御が可能であり、車室内の比較的広い領域で音像位置の制御が可能な音像定位装置を提供することである。
本発明の別の目的は、ステレオダイポール方式による制御系を運転席と助手席のそれぞれに共通にでき、したがって、図５に示した従来のシステムが有するようなクロストークによる干渉が生じない音像定位装置を提供することである。
本発明の別の目的は、少ない制御フィルタ、スピーカで車室内のステレオダイポール方式による音像定位制御が可能な音像定位装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明によれば、複数のスピーカを用いて音像を定位するステレオダイポール方式の音像定位装置において、互いに近接して右前座席の右横に配置される２つのＲチャンネルスピーカ、互いに近接して左前座席の左横に配置される２つのＬチャンネルスピーカ、前記Ｒチャンネルスピーカにより生成される音像が各左右前座席の右前方に定位するように、右前座席の前方に位置する前記Ｒチャンネルスピーカに伝達特性WRLを介してRチャンネルの音声信号を入力させ、右前座席の後方に位置する前記Ｒチャンネルスピーカを伝達特性WRRを介して前記Rチャンネルの音声信号を入力させ、前記Lチャンネルスピーカにより生成される音像が各左右前座席の左前方に定位するように、左前座席の前方に位置する前記Lチャンネルスピーカに伝達特性WLRを介してLチャンネルの音声信号を入力させ、左前座席の後方に位置する前記Lチャンネルスピーカを伝達特性WLLを介して前記Lチャンネルの音声信号を入力させる制御フィルタ、を備えた車室内の音像定位装置により達成される。本発明ではＬチャンネル部とＲチャンネル部を切り放し、かつ、運転席と助手席の横方向に制御音源を設置することにより、スピーカの正面方向に関して制御領域が広いというステレオダイポール方式の利点をそのままに利用して車室内の比較的広い領域で音像位置の制御を可能にする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のステレオダイポール方式を適用した音像定位装置の構成図である。図中、５０は自動車の車室、５１は運転席、５２は助手席、５３は後部座席である。６０ａはＲチャンネルの音像を補正する部分（Ｒチャンネル補正部）、６０ｂはＬチャンネルの音像を補正する部分（Ｌチャンネル補正部）である。
Ｒチャンネル補正部６０ａにおいて、６１ａ1〜６１ａ2は運転席の右横ドア内側に近接して並置される２つのＲチャンネルスピーカ、６２ａ1〜６２ａ2はそれぞれ特性がＷRR，ＷRLの制御フィルタであり、各Ｒチャンネルスピーカ６１ａ1〜６１ａ2による音像を運転席５１、助手席５２の右前方に定位させるもの、  ６３ａ1〜６３ａ2は制御フィルタ出力を増幅してＲチャンネルスピーカ６１ａ1〜６１ａ2に入力するパワーアンプである。
【０００９】
Ｌチャンネル補正部６０ｂにおいて、６１ｂ1〜６１ｂ2は助手席の左横ドア内側に近接して並置される２つのＬチャンネルスピーカ、６２ｂ1〜６２ｂ2はそれぞれ特性がＷLL，ＷLRの制御フィルタであり、各Ｌチャンネルスピーカ６１ｂ1〜６１ｂ2による音像を運転席５１、助手席５２の左前方に定位させる制御フィルタ、６３ｂ1〜６３ｂ2は制御フィルタ出力を増幅してＬチャンネルスピーカ６１ｂ1〜６１ｂ2に入力するパワーアンプである。
【００１０】
Ｒチャンネルスピーカ６１ａ1〜６１ａ2による音像７１ａ，７２ａが運転席５１、助手席５２の右前方に定位するように(1)〜(4)式により制御フィルタ６２ａ1〜６２ａ2の伝達関数ＷRR，ＷRLを決定する。又、Ｌチャンネルスピーカ６１ｂ1〜６１ｂ2による音像７１ｂ，７２ｂが運転席５１、助手席５２の左前方に定位するように(1)〜(4)式により制御フィルタ６２ｂ1〜６２ｂ2の伝達関数ＷLL，ＷLRを決定する。
【００１１】
以上のように制御フィルタ係数を決定して音像定位装置を構成することにより、Ｒチャンネルの音像７１ａ，７２ａが運転席５１及び助手席５２の右前方に定位するような補正が行われる。又、Ｌチャンネルの音像が運転席５１及び助手席５２の左前方に定位するような補正が行われる。この場合、運転席５１と助手席５２の横方向に制御音源（スピーカ６１ａ1〜６１ａ2、６１ｂ1〜６１ｂ2）を設置しているから、スピーカの正面方向に関して制御領域が広いというステレオダイポール方式の利点をそのままに利用して車室内の比較的広い領域８１で音像位置の制御が可能になる。又、ステレオダイポール方式による制御系を運転席と助手席で共通にできるため、少ない制御フィルタ、スピーカで車室内のステレオダイポール方式による音像定位制御ができる。
【００１２】
尚、後部座席５３の聴取者については、元来スピーカが前方に設置してあるため、特に制御をする必要はない。又、(3),(4)式により決定される制御フィルタの伝達関数ＷRR，ＷRL，ＷLL，ＷLRには、制御音源からマイクまでの伝達関数Ｃ11，Ｃ21，Ｃ12，Ｃ22や模擬音源（音像）からマイクまでの伝達関数Ｈ1，Ｈ2が含まれており、これら伝達関数Ｃij、Ｈkは聴取者の頭の形状や、音響空間が変化することにより変わってしまい一定でない。このため、平均的な特性やいくつかの代表的な特性をメモリーに蓄えておき、聴取者が選択できるようにする。
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。
【００１３】
【発明の効果】
以上本発明によれば、Ｌチャンネル部とＲチャンネル部を切り放し、かつ、運転席と助手席の横方向に制御音源を設置することにより、スピーカの正面方向に関して制御領域が広いというステレオダイポール方式の利点をそのままに利用して車室内の比較的広い領域で音像位置の制御ができる。
本発明によれば、ステレオダイポール方式による制御系を運転席と助手席のそれぞれに共通にでき、したがって、図５に示した従来のシステムが有するようなクロストークによる干渉を生じないようにできる。又、ステレオダイポール方式による制御系を運転席と助手席のそれぞれに共通にできるため、少ない制御フィルタ、スピーカ数で車室内のステレオダイポール方式による音像定位制御ができる。
本発明によれば、車室内において従来のカーオーディオ装置とスピーカ位置をほとんど変えることなく、比較的広い領域で音像位置の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステレオダイポール方式を適用した音像定位装置の構成図である。
【図２】従来のステレオダイポール方式を適用した音像定位装置の構成図である。
【図３】ステレオダイポール方式の原理説明図（その１）である。
【図４】ステレオダイポール方式の原理説明図（その２）である。
【図５】従来の車室内でのステレオダイポール方式を適用した音像定位装置の構成図である。
【符号の説明】
５０・・自動車の車室
５１・・運転席
５２・・助手席
６０ａ・・Ｒチャンネル補正部
６０ｂ・・Ｌチャンネル補正部
６１ａ1〜６１ａ2・・２つのＲチャンネルスピーカ
６２ａ1〜６２ａ2・・制御フィルタ
６１ｂ1〜６１ｂ2・・２つのＬチャンネルスピーカ
６２ｂ1〜６２ｂ2・・制御フィルタ
【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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