(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号源からの再生信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器からの信号出力を再生するスピーカとを含む再生系と、このスピーカの周辺に配置され、上記スピーカによる再生音成分とスピーカ周囲の外来ノイズ成分を収音するマイクロフォンと、上記電力増幅器の入力側に設けられ、上記再生信号より上記マイクロフォンからの出力信号を減算し外来ノイズ成分を減衰する減算器とを含む帰還系とを備え、上記マイクロフォンからの出力信号と上記信号源からの再生信号を減算して外来ノイズ成分のみを抽出するノイズ検出手段を設け、このノイズ検出手段の出力により上記再生系に設けた可変フィルタのフィルム特性を可変するように構成した音響再生装置。
【請求項２】
信号源からの再生信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器からの信号出力を再生するスピーカとを含む再生系と、このスピーカの周辺に配置され、上記スピーカによる再生成分とスピーカ周囲の外来ノイズ成分を収音するマイクロフォンと、上記電力増幅器の入力側に設けられ、上記再生信号より上記マイクロフォンからの出力信号を減算し外来ノイズ成分を減衰する減算器とを含む帰還系とを備え、上記帰還系を外来ノイズ成分の大きさに応じて帰還量を可変するよう構成し、かつ上記再生系に帰還伝達関数の逆特性を有する可変フィルタを設け、上記マイクロフォンからの出力信号と上記信号源からの再生信号を減算して外来ノイズ成分のみを抽出するノイズ検出手段を設け、上記可変フィルタを上記外来ノイズ成分の大きさに応じてフィルタ特性を可変するよう構成した音響再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に車載用に好適な音響再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の音響再生装置のブロック図を示しており、図６において、ＣＤプレーヤ、ラジオ受信機、テープレコーダ等の信号源１からの再生信号は減算器２を介して電力増幅器３に入力されて電力増幅され、上記電力増幅器３からの信号出力はスピーカ４に入力されて再生される。
【０００３】
一方、上記スピーカ４の周辺にはマイクロフォン５が配置されており、このマイクロフォン５により上記スピーカ４による再生音成分とスピーカ周囲の１００Ｈｚ程度以下の外来ノイズ成分を集音する。
【０００４】
このマイクロフォン５からの出力信号はマイクロフォン増幅器６にて増幅されて上記減算器２に帰還されることにより、再生音場での外来ノイズ成分を減衰させるように作用する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の音響再生装置においては、マイクロフォン増幅器６により外来ノイズ成分ＶNと再生音成分ＶMとを再生信号に対して帰還させるため、外来ノイズ成分のみならず再生音成分も低い帯域において減少してしまい、図７の破線に示すように再生周波数特性のバランスがくずれてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、帰還ループにより外来ノイズ成分を減衰するも再生周波数のバランスのくずれのない音響再生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、マイクロフォンからの出力信号と上記信号源からの再生信号を減算して外来ノイズ成分のみを抽出するノイズ検出手段を設け、このノイズ検出手段の出力により上記再生系に設けた可変フィルタのフィルタ特性を可変するように構成したものである。
【０００８】
これにより、外来ノイズ成分のみを減衰させ、かつ再生周波数のバランスのくずれのない音響再生装置を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、信号源からの再生信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器からの信号出力を再生するスピーカとを含む再生系と、このスピーカの周辺に配置され、上記スピーカによる再生音成分とスピーカ周囲の外来ノイズ成分を収音するマイクロフォンと、上記電力増幅器の入力側に設けられ、上記再生信号より上記マイクロフォンからの出力信号を減算し外来ノイズ成分を減衰する減算器とを含む帰還系とを備え、上記マイクロフォンからの出力信号と上記信号源からの再生信号を減算して外来ノイズ成分のみを抽出するノイズ検出手段を設け、このノイズ検出手段の出力により上記再生系に設けた可変フィルタのフィルム特性を可変するように構成した音響再生装置であり、再生周波数のバランスのくずれなく外来ノイズ成分を減衰するという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項２記載の発明は、信号源からの再生信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器からの信号出力を再生するスピーカとを含む再生系と、このスピーカの周辺に配置され、上記スピーカによる再生成分とスピーカ周囲の外来ノイズ成分を収音するマイクロフォンと、上記電力増幅器の入力側に設けられ、上記再生信号より上記マイクロフォンからの出力信号を減算し外来ノイズ成分を減衰する減算器とを含む帰還系とを備え、上記帰還系を外来ノイズ成分の大きさに応じて帰還量を可変するよう構成し、かつ上記再生系に帰還伝達関数の逆特性を有する可変フィルタを設け、上記マイクロフォンからの出力信号と上記信号源からの再生信号を減算して外来ノイズ成分のみを抽出するノイズ検出手段を設け、上記可変フィルタを上記外来ノイズ成分の大きさに応じてフィルタ特性を可変するよう構成した音響再生装置であり、外来ノイズ成分の大きさに応じて帰還量を変化し、その帰還量に対応してフィルタ特性を変化させて外来ノイズ成分に応じた再生周波数特性を補正するという作用を有する。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
なお、まず本願発明に至る改善例について説明する。
【００１３】
（改善例１）
図１は音響再生装置の改善例におけるブロック図を示す。図１において、１１はＣＤプレーヤ、ラジオ受信機、テープレコーダ等の信号源であり、この信号源１１からの再生信号は減算器１２に入力される。上記減算器１２は後述するマイクロフォン１５からの出力信号と上記再生信号とを減算処理し、その出力を電力増幅器１３に入力して電力増幅する。上記電力増幅器１３からの信号出力はスピーカ１４に入力されて再生される。上記スピーカ１４の周辺にはマイクロフォン１５が配置されており、上記マイクロフォン１５により上記スピーカ１４による再生音成分ＶMとスピーカ周囲の外来ノイズ成分ＶNを集音する。このマイクロフォン１５からの出力信号はマイクロフォン増幅器１６にて増幅されて上記減算器１２に入力されることにより、再生信号に対して負帰還される。ここで、上記減算器１２の前段にはフィルタ１７が設けられており、再生信号を当該フィルタ１７を介して上記減算器１２に加えるように構成されている。
【００１４】
いま、信号源１１からの再生信号をＶin、フィルタ１７の特性をＴF、減算器１２の出力をＶo／Ａ、電力増幅器１３の増幅度をＡ、電力増幅器１３の出力をＶo、スピーカ１４の特性をＴsp、スピーカ１４の再生出力をＶM、外来ノイズをＶNとすると、マイクロフォン１５の出力信号はＶN＋ＶMとなり、ＶN＋ＶoＴspと変換される。したがって、減算器１２の出力Ｖo／Ａは
Ｖo／Ａ＝ＶinＴF−（ＶN＋ＶoＴsp）                                  （式１）
となり、電力増幅器１３の出力Ｖoは、
Ｖo＝ＡＶinＴF−ＡＶN−ＡＶoＴsp                                    （式２）
Ｖo（１＋ＡＴsp）＝ＡＶinＴF−ＡＶN                                 （式３）
Ｖo＝（Ａ／１＋ＡＴsp）ＴFＶin−（Ａ／１＋ＡＴsp）ＶN               （式４）
となる。ここで、フィルタ１７の特性ＴFは
ＴF＝（１＋ＡＴsp）／Ａ                                                 （式５）
と設定するならば、電力増幅器１３の出力Ｖoは
Ｖo＝Ｖin−（Ａ／１＋ＡＴsp）・ＶN                                  （式６）
となる。このようにフィルタ１７の特性を図２の実線に示すように帰還伝達関数の逆特性とすることにより、図７の実線に示すようにスピーカ１４により再生される出力の再生周波数特性はフラットなものとなり、外来ノイズＶNを減衰させると同時に周波数バラツキのないように特性補正することができる。
【００１５】
（実施の形態１）
図３は本発明の一実施の形態における音響再生装置のブロック図を示す。図３において、１１は信号源であり、この信号源１１からの再生信号は減算器１２に入力される。上記減算器１２は後述するマイクロフォン１５からの出力信号にもとづく制御信号と上記再生信号とを減算処理し、その出力を電力増幅器１３に入力して電力増幅する。上記電力増幅器１３からの信号出力はスピーカ１４に入力されて再生される。
【００１６】
上記スピーカ１４の周辺にはマイクロフォン１５が配置されており、上記マイクロフォン１５により上記スピーカ１４による再生音成分ＶMとスピーカ周囲の外来ノイズ成分ＶNを集音する。このマイクロフォン１５からの出力信号はマイクロフォン増幅器１６にて増幅されて上記減算器１２に負帰還される。
【００１７】
ここで、上記信号源１１からの再生信号はスピーカ等価フィルタ２０を介して第２の減算器２１の一方の入力端に入力され、上記マイクロフォン増幅器１６の出力信号は上記第２の減算器２１の他方の入力端に入力されて減算処理されることにより、上記第２の減算器２１より外来ノイズ成分ＶNのみの信号を取り出す。この外来ノイズ成分のみに起因する信号はＡＣ／ＤＣ変換器２２に入力され、検波、積分の処理がなされて上記ＡＣ／ＤＣ変換器２２より制御電圧が出力される。
【００１８】
上記ＡＣ／ＤＣ変換器２２からの制御電圧は上記マイクロフォン増幅器１６と上記減算器１２との間に設けた電圧制御増幅器１９に加えられて当該電圧制御増幅器１９のゲインを制御することにより、上記減算器１２に負帰還されるマイクロフォン増幅器１６からの出力信号の大きさを変化させる。一方、上記ＡＣ／ＤＣ変換器２２からの制御電圧は上記信号源１１と上記減算器１２との間に設けた電圧制御フィルタ１８に加えられて当該電圧制御フィルタ１８の特性を変化させる。したがって、上記マイクロフォン１５に入力された外来ノイズ成分に連動して上記マイクロフォン１５から減算器１２への帰還ループの帰還量を変化させると同時に信号源１１からの再生信号に対する再生周波数特性の補正を自動的に行うことができる。
【００１９】
具体的には、第２の減算器２１の出力すなわち外来ノイズ成分がない場合には図４の実線に示すように電圧制御増幅器１９のゲインをＧ0とし、図５の実線に示すように電圧制御フィルタ１８の特性を決定したとすると、第２の減算器２１の出力すなわち外来ノイズ成分が大きくなるに従い、図４の破線及び一点鎖線に示すように電圧制御増幅器１９のゲインをＧ1，Ｇ2とし、この時、上記電圧制御フィルタ１８のフィルタ特性を図５の破線および一点鎖線に示すように変化させる。ここで、上記電圧制御フィルタ１８のフィルタ特性は帰還ループの帰還伝達関数の逆特性を有する。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、マイクロフォンからの出力信号と上記信号源からの再生信号を減算して外来ノイズ成分のみを抽出するノイズ検出手段を設け、このノイズ検出手段の出力により上記再生系に設けた可変フィルタのフィルタ特性を可変するように構成したので、外来ノイズを減衰させるべく設けた帰還ループに起因する再生周波数特性のバラツキを抑え、再生周波数のバランスのくずれなく外来ノイズの影響を減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に至る改善例の音響再生装置を示すブロック図
【図２】  同装置に使用されるフィルタの特性図
【図３】  本発明の一実施の形態における音響再生装置を示すブロック図
【図４】  同装置に使用される電圧制御増幅器の特性図
【図５】  同装置に使用される電圧制御フィルタの特性図
【図６】  従来の音響再生装置を示すブロック図
【図７】  同装置の再生周波数特性図
【符号の説明】
１，１１  信号源
２，１２  減算器
３，１３  電力増幅器
４，１４  スピーカ
５，１５  マイクロフォン
６，１６  マイクロフォン増幅器
１７  フィルタ
１８  電圧制御フィルタ
１９  電圧制御増幅器
２０  スピーカ等価フィルタ
２１  第２の減算器
２２  ＡＣ／ＤＣ変換器
【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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