音響再生装置
【課題】左右スピーカから発生する音波の位相を制御し、良好な音楽再生を提供する音響再生装置において、センタースピーカから発生する音波を制御し、センタースピーカと左右のスピーカとの位相干渉を無くすことにより、良好な音響再生装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電力増幅器３，６，１０の前段の少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタ５，８から構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルはｎ次の位相シフタ８と加算器１３から構成され、音楽信号源１と位相シフタ８を加算して出力する回路を設けた構成としている。
【解決手段】電力増幅器３，６，１０の前段の少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタ５，８から構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルはｎ次の位相シフタ８と加算器１３から構成され、音楽信号源１と位相シフタ８を加算して出力する回路を設けた構成としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車室内において、良好な音質が再生できる音響再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載用音響再生装置として、図１０に示すようなものが知られている。図１０において、１は音楽信号源、２，５はそれぞれｎ次の位相シフタ、３は第１の電力増幅器、６は第２の電力増幅器で、それぞれ音楽信号源１に接続されている。第１の電力増幅器３の出力には車両１２の左のドアに取り付けられたスピーカ４、第２の電力増幅器６の出力には車両１２の右ドアに取り付けられたスピーカ７が接続され、車室内で音楽再生が行える。この時、車室内左右の壁面によって生じた定在波の影響により、所定の位置での音像定位が阻害されるのを、ｎ次の位相シフタ２，５により定在波の影響を低減することで、車室内の所定の位置において良好な音楽再生が楽しめる。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−４７０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来構成を用いることにより、車室内において、左右の壁面で発生する定在波の影響を軽減し、良好な音楽再生を行うことができる。しかしながら、図１１に示すような、左右スピーカ４，７に加えて、車室内前方の真ん中にセンタースピーカ１１を設置しているスピーカレイアウトでは、センタースピーカ１１と左右スピーカ４，７の位相干渉が生じてしまい、良好な音楽再生を妨げてしまうことになる。
【０００５】
また、仮に既存の位相制御を用いたとしても、左右スピーカ４，７とセンタースピーカ１１の位相干渉を低減できないことを図１１を用いて説明する。図１１のｄ１は左スピーカ４と受聴点Ｐ１までの距離を、ｄ２はセンタースピーカ１１と受聴点Ｐ１までの距離を、ｄ３はセンタースピーカ１１と受聴点Ｐ２までの距離を、ｄ４は右スピーカ７と受聴点Ｐ２までの距離を示す。ここでは説明を簡便にするため、ｄ１≒ｄ２≒ｄ３≒ｄ４と定義する。なお、通常の車両においても、スピーカレイアウト上、上記の関係式が成立する場合が多い。また、位相シフタ２の位相回転中心周波数をｘ、位相シフタ５の位相回転中心周波数をｙと定義しておく。
【０００６】
上記のような条件の場合、受聴点Ｐ１において、左スピーカ４の出力は、位相シフタ２によって位相回転中心周波数ｘの周波数が反転しているため、センタースピーカ１１の出力と逆相の関係になり、位相干渉を生じてしまう。仮に既存の位相制御を用いて、センタースピーカ１１に位相回転中心周波数がｘの位相シフタ８を追加しても、受聴点Ｐ２において、右スピーカ７とセンタースピーカ１１の出力が逆相の関係になって位相干渉してしまうという課題が生じる。
【０００７】
本発明はこの課題を解決するものであり、音質的に良好な音響再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の音響再生装置は、音楽信号源と、その音楽信号源の出力を増幅する少なくとも３チャンネルの電力増幅器と、その電力増幅器の出力によって音楽を再生する少なくとも３つのスピーカを含み、前記電力増幅器の前段の少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタから構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルはｎ次の位相シフタと加算器から構成され、音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力することを特徴としている。
【０００９】
本構成により、位相干渉を起こすチャンネルの信号を制御して、位相干渉を起こす周波数帯域のみを減衰させることにより、極めて良好な音楽再生音を得られるといった効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の音響再生装置は、例えば車室内において、左右スピーカとセンタースピーカの位相干渉を無くすことにより、受聴位置における音響特性を改善できるといった効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の音響再生装置の実施の形態１を説明するためのシステム図である。図５は２次の位相シフタの特性図である。図６は２次の位相シフタと音楽信号源の加算出力のゲイン特性図である。
【００１３】
図１において、１は音楽信号源、３，６，１０は電力増幅器、４，７，１１はスピーカ、５は第１のｎ次の位相シフタ、８は第２のｎ次の位相シフタ、１２は車両、１３は加算器である。
【００１４】
本実施の形態で使用した第１、第２の位相シフタ５，８は２次の位相シフタであり、図５に示すようにゲインが一定で位相回転中心周波数において、位相を急峻に反転させることのできるフィルタである。また、第２の位相シフタ８の出力と音楽信号源１を加算した加算器１３の出力特性を図６に示す。
【００１５】
従来の手法では、左右スピーカの位相干渉を軽減して、良好な音楽再生を行うことはできるが、センタースピーカと位相制御した左右スピーカの位相干渉は低減することが困難であった。センタースピーカの出力を図６で説明したようなゲイン特性にすることにより、位相干渉を起こす周波数帯域のみ出力をカットすることができる。これによりセンタースピーカと左右スピーカの位相干渉を無くし、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００１６】
（実施の形態２）
図２は本発明の音響再生装置の実施の形態２を説明するためのシステム図である。
【００１７】
図１と図２において、同一構成部分の詳細な説明は省略し、異なる部分のみ説明を行う。２は第３のｎ次の位相シフタ、９は第４のｎ次の位相シフタである。
【００１８】
本実施の形態で使用した第３、第４の位相シフタ２，９は２次の位相シフタであり、図５に示すようにゲインが一定で位相反転周波数において、位相を急峻に反転させることのできるフィルタである。また、第２、第４の位相シフタ８，９の出力と音楽信号源１を加算した加算器１３のゲインの特性を図７に示す。
【００１９】
このような構成を用いることにより、第１、第３のｎ次の位相シフタ５，２によって構成された位相制御に対応して、左右スピーカとセンタースピーカの位相干渉を無くし、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００２０】
（実施の形態３）
図３は本発明の音響再生装置の実施の形態３を説明するためのシステム図である。図８はゲイン調整段のゲインを変更して得たセンタースピーカのゲイン特性図である。
【００２１】
図２と図３において、同一構成部分の詳細な説明は省略し、異なる部分のみ説明を行う。１４は第１のゲイン調整段、１５は第２のゲイン調整段である。図８は第１、第２のゲイン調整段１４，１５をそれぞれ−６ｄＢに設定したときのゲイン特性図となっている。特にこのように設定したとき、入力ゲインと出力ゲインを同一にすることができる。
【００２２】
このような構成を用いることにより、第１、第２のゲイン調整段１４，１５にてゲインを調整して、センタースピーカ１１の出力を微調整することができ、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００２３】
（実施の形態４）
図４は本発明の音響再生装置の実施の形態４を説明するためのシステム図である。図９はノッチフィルタのゲイン特性図である。
【００２４】
図２と図４において、同一構成部分の詳細な説明は省略し、異なる部分のみ説明を行う。１６は第１のノッチフィルタ、１７は第２のノッチフィルタである。
【００２５】
このような構成を用いることにより、第１、第３のｎ次の位相シフタ５，２によって構成された位相制御に対応して、センタースピーカ１１の位相干渉を無くし、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００２６】
なお、本実施の形態１，２，３，４において、それぞれの構成はアナログ回路を用いても、もしくはマイクロコンピュータ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）等を用いたディジタル信号処理で行っても、あるいはその両方を組み合わせて処理しても、同様の制御を行うことができる。
【００２７】
また、本実施の形態１，２，３，４では、スピーカレイアウトとして左右スピーカとセンタースピーカを用いて説明したが、センタースピーカに限らず、サブウーファ等に適用しても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の音響再生装置は、センタースピーカと左右スピーカの位相干渉を無くすことにより、極めて良好な音楽再生を行うことができるといった効果を有するものであるので、例えばマルチチャンネル再生システムが搭載されている車室内における音響再生装置への適用に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の音響再生装置の実施の形態１を説明するためのシステム図
【図２】本発明の音響再生装置の実施の形態２を説明するためのシステム図
【図３】本発明の音響再生装置の実施の形態３を説明するためのシステム図
【図４】本発明の音響再生装置の実施の形態４を説明するためのシステム図
【図５】２次の位相シフタのゲインと位相の特性図
【図６】第２の位相シフタと音楽信号を加算した出力のゲイン特性図
【図７】第２、第４の位相シフタと音楽信号を加算した出力のゲイン特性図
【図８】ゲイン調整段のゲインを変更して得たセンタースピーカのゲイン特性図
【図９】ノッチフィルタのゲイン特性図
【図１０】従来の音響再生装置を説明するためのシステム図
【図１１】従来技術による問題点を説明するためのシステム図
【符号の説明】
【００３０】
１ 音楽信号源
２，５，８，９ ｎ次の位相シフタ
３，６，１０ 電力増幅器
４，７，１１ スピーカ
１２ 車両
１３ 加算器
１４，１５ ゲイン調整段
１６，１７ ノッチフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車室内において、良好な音質が再生できる音響再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車載用音響再生装置として、図１０に示すようなものが知られている。図１０において、１は音楽信号源、２，５はそれぞれｎ次の位相シフタ、３は第１の電力増幅器、６は第２の電力増幅器で、それぞれ音楽信号源１に接続されている。第１の電力増幅器３の出力には車両１２の左のドアに取り付けられたスピーカ４、第２の電力増幅器６の出力には車両１２の右ドアに取り付けられたスピーカ７が接続され、車室内で音楽再生が行える。この時、車室内左右の壁面によって生じた定在波の影響により、所定の位置での音像定位が阻害されるのを、ｎ次の位相シフタ２，５により定在波の影響を低減することで、車室内の所定の位置において良好な音楽再生が楽しめる。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−４７０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来構成を用いることにより、車室内において、左右の壁面で発生する定在波の影響を軽減し、良好な音楽再生を行うことができる。しかしながら、図１１に示すような、左右スピーカ４，７に加えて、車室内前方の真ん中にセンタースピーカ１１を設置しているスピーカレイアウトでは、センタースピーカ１１と左右スピーカ４，７の位相干渉が生じてしまい、良好な音楽再生を妨げてしまうことになる。
【０００５】
また、仮に既存の位相制御を用いたとしても、左右スピーカ４，７とセンタースピーカ１１の位相干渉を低減できないことを図１１を用いて説明する。図１１のｄ１は左スピーカ４と受聴点Ｐ１までの距離を、ｄ２はセンタースピーカ１１と受聴点Ｐ１までの距離を、ｄ３はセンタースピーカ１１と受聴点Ｐ２までの距離を、ｄ４は右スピーカ７と受聴点Ｐ２までの距離を示す。ここでは説明を簡便にするため、ｄ１≒ｄ２≒ｄ３≒ｄ４と定義する。なお、通常の車両においても、スピーカレイアウト上、上記の関係式が成立する場合が多い。また、位相シフタ２の位相回転中心周波数をｘ、位相シフタ５の位相回転中心周波数をｙと定義しておく。
【０００６】
上記のような条件の場合、受聴点Ｐ１において、左スピーカ４の出力は、位相シフタ２によって位相回転中心周波数ｘの周波数が反転しているため、センタースピーカ１１の出力と逆相の関係になり、位相干渉を生じてしまう。仮に既存の位相制御を用いて、センタースピーカ１１に位相回転中心周波数がｘの位相シフタ８を追加しても、受聴点Ｐ２において、右スピーカ７とセンタースピーカ１１の出力が逆相の関係になって位相干渉してしまうという課題が生じる。
【０００７】
本発明はこの課題を解決するものであり、音質的に良好な音響再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の音響再生装置は、音楽信号源と、その音楽信号源の出力を増幅する少なくとも３チャンネルの電力増幅器と、その電力増幅器の出力によって音楽を再生する少なくとも３つのスピーカを含み、前記電力増幅器の前段の少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタから構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルはｎ次の位相シフタと加算器から構成され、音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力することを特徴としている。
【０００９】
本構成により、位相干渉を起こすチャンネルの信号を制御して、位相干渉を起こす周波数帯域のみを減衰させることにより、極めて良好な音楽再生音を得られるといった効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の音響再生装置は、例えば車室内において、左右スピーカとセンタースピーカの位相干渉を無くすことにより、受聴位置における音響特性を改善できるといった効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の音響再生装置の実施の形態１を説明するためのシステム図である。図５は２次の位相シフタの特性図である。図６は２次の位相シフタと音楽信号源の加算出力のゲイン特性図である。
【００１３】
図１において、１は音楽信号源、３，６，１０は電力増幅器、４，７，１１はスピーカ、５は第１のｎ次の位相シフタ、８は第２のｎ次の位相シフタ、１２は車両、１３は加算器である。
【００１４】
本実施の形態で使用した第１、第２の位相シフタ５，８は２次の位相シフタであり、図５に示すようにゲインが一定で位相回転中心周波数において、位相を急峻に反転させることのできるフィルタである。また、第２の位相シフタ８の出力と音楽信号源１を加算した加算器１３の出力特性を図６に示す。
【００１５】
従来の手法では、左右スピーカの位相干渉を軽減して、良好な音楽再生を行うことはできるが、センタースピーカと位相制御した左右スピーカの位相干渉は低減することが困難であった。センタースピーカの出力を図６で説明したようなゲイン特性にすることにより、位相干渉を起こす周波数帯域のみ出力をカットすることができる。これによりセンタースピーカと左右スピーカの位相干渉を無くし、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００１６】
（実施の形態２）
図２は本発明の音響再生装置の実施の形態２を説明するためのシステム図である。
【００１７】
図１と図２において、同一構成部分の詳細な説明は省略し、異なる部分のみ説明を行う。２は第３のｎ次の位相シフタ、９は第４のｎ次の位相シフタである。
【００１８】
本実施の形態で使用した第３、第４の位相シフタ２，９は２次の位相シフタであり、図５に示すようにゲインが一定で位相反転周波数において、位相を急峻に反転させることのできるフィルタである。また、第２、第４の位相シフタ８，９の出力と音楽信号源１を加算した加算器１３のゲインの特性を図７に示す。
【００１９】
このような構成を用いることにより、第１、第３のｎ次の位相シフタ５，２によって構成された位相制御に対応して、左右スピーカとセンタースピーカの位相干渉を無くし、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００２０】
（実施の形態３）
図３は本発明の音響再生装置の実施の形態３を説明するためのシステム図である。図８はゲイン調整段のゲインを変更して得たセンタースピーカのゲイン特性図である。
【００２１】
図２と図３において、同一構成部分の詳細な説明は省略し、異なる部分のみ説明を行う。１４は第１のゲイン調整段、１５は第２のゲイン調整段である。図８は第１、第２のゲイン調整段１４，１５をそれぞれ−６ｄＢに設定したときのゲイン特性図となっている。特にこのように設定したとき、入力ゲインと出力ゲインを同一にすることができる。
【００２２】
このような構成を用いることにより、第１、第２のゲイン調整段１４，１５にてゲインを調整して、センタースピーカ１１の出力を微調整することができ、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００２３】
（実施の形態４）
図４は本発明の音響再生装置の実施の形態４を説明するためのシステム図である。図９はノッチフィルタのゲイン特性図である。
【００２４】
図２と図４において、同一構成部分の詳細な説明は省略し、異なる部分のみ説明を行う。１６は第１のノッチフィルタ、１７は第２のノッチフィルタである。
【００２５】
このような構成を用いることにより、第１、第３のｎ次の位相シフタ５，２によって構成された位相制御に対応して、センタースピーカ１１の位相干渉を無くし、極めて良好な音楽再生を行うことができる。
【００２６】
なお、本実施の形態１，２，３，４において、それぞれの構成はアナログ回路を用いても、もしくはマイクロコンピュータ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）等を用いたディジタル信号処理で行っても、あるいはその両方を組み合わせて処理しても、同様の制御を行うことができる。
【００２７】
また、本実施の形態１，２，３，４では、スピーカレイアウトとして左右スピーカとセンタースピーカを用いて説明したが、センタースピーカに限らず、サブウーファ等に適用しても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の音響再生装置は、センタースピーカと左右スピーカの位相干渉を無くすことにより、極めて良好な音楽再生を行うことができるといった効果を有するものであるので、例えばマルチチャンネル再生システムが搭載されている車室内における音響再生装置への適用に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の音響再生装置の実施の形態１を説明するためのシステム図
【図２】本発明の音響再生装置の実施の形態２を説明するためのシステム図
【図３】本発明の音響再生装置の実施の形態３を説明するためのシステム図
【図４】本発明の音響再生装置の実施の形態４を説明するためのシステム図
【図５】２次の位相シフタのゲインと位相の特性図
【図６】第２の位相シフタと音楽信号を加算した出力のゲイン特性図
【図７】第２、第４の位相シフタと音楽信号を加算した出力のゲイン特性図
【図８】ゲイン調整段のゲインを変更して得たセンタースピーカのゲイン特性図
【図９】ノッチフィルタのゲイン特性図
【図１０】従来の音響再生装置を説明するためのシステム図
【図１１】従来技術による問題点を説明するためのシステム図
【符号の説明】
【００３０】
１ 音楽信号源
２，５，８，９ ｎ次の位相シフタ
３，６，１０ 電力増幅器
４，７，１１ スピーカ
１２ 車両
１３ 加算器
１４，１５ ゲイン調整段
１６，１７ ノッチフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音楽信号源と、その音楽信号源の出力を増幅する少なくとも３チャンネルの電力増幅器と、その電力増幅器の出力によって音楽を再生する少なくとも３つのスピーカを含み、前記電力増幅器の前段の少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタから構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタと加算器から構成され、音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力することを特徴とした音響再生装置。
【請求項２】
少なくとも２チャンネルは少なくとも１つのｎ次の位相シフタから構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルはｎ次の位相シフタと加算器から構成され、音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力することを特徴とした請求項１に記載の音響再生装置。
【請求項３】
ｎ次の位相シフタと加算器の前段にゲイン調整段を更に設ける構成とした請求項１または請求項２に記載の音響再生装置。
【請求項４】
音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力するかわりに、ノッチフィルタを用いる構成とした請求項１または請求項２に記載の音響再生装置。
【請求項１】
音楽信号源と、その音楽信号源の出力を増幅する少なくとも３チャンネルの電力増幅器と、その電力増幅器の出力によって音楽を再生する少なくとも３つのスピーカを含み、前記電力増幅器の前段の少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタから構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルは、少なくとも１つのｎ次の位相シフタと加算器から構成され、音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力することを特徴とした音響再生装置。
【請求項２】
少なくとも２チャンネルは少なくとも１つのｎ次の位相シフタから構成され、残りのチャンネルの内、少なくとも１チャンネルはｎ次の位相シフタと加算器から構成され、音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力することを特徴とした請求項１に記載の音響再生装置。
【請求項３】
ｎ次の位相シフタと加算器の前段にゲイン調整段を更に設ける構成とした請求項１または請求項２に記載の音響再生装置。
【請求項４】
音楽信号源と位相シフタの出力信号を加算して出力するかわりに、ノッチフィルタを用いる構成とした請求項１または請求項２に記載の音響再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２０８６７９（Ｐ２００７−２０８６７９Ａ）
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５４５１（Ｐ２００６−２５４５１）
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月１６日（２００７．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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