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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-25
(45)【発行日】2024-11-05
(54)【発明の名称】音響再生装置
(51)【国際特許分類】
H04R 3/04 20060101AFI20241028BHJP
【ＦＩ】
H04R3/04
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023026011
(22)【出願日】2023-02-22
(62)【分割の表示】P 2021066969の分割
【原出願日】2015-09-15
(65)【公開番号】P2023062165
(43)【公開日】2023-05-02
【審査請求日】2023-02-22
(31)【優先権主張番号】P 2014264512
(32)【優先日】2014-12-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005016
【氏名又は名称】パイオニア株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000221926
【氏名又は名称】東北パイオニア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】加藤 善直
(72)【発明者】
【氏名】黒田 敏博
【審査官】渡邊 正宏
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０５４８６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２５４２９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｒ ９／００－１１／０６
Ｇ１０Ｋ １５／００－１５／１２
Ｈ０４Ｒ ３／００－ ３／１４
Ｈ０４Ｓ １／００－ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う演算装置と、前記演算された信号を増幅して前記スピーカユニットに出力する増幅装置と、
前記演算装置で演算された信号レベルの調整を行うイコライザと、
を備え、
前記逆特性は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性であって、当該逆特性の低域の一部がカットされており、
前記演算装置は、前記逆特性に、前記車内の前記出力音圧周波数特性の予測値と前記車内の前記出力音圧周波数特性の実測値との差分から生成された補正情報を加算し、
前記イコライザは、前記補正情報を加算した前記逆特性を用いて前記演算装置で演算された結果に対して前記調整を行い、
前記カットされる前記逆特性の一部における、周波数の上限値は、前記増幅装置の可変の増幅率に合わせて変化し、前記増幅率が小さいほど小さいことを特徴とする音響再生装置。
【請求項2】
前記カットされる前記逆特性の一部における、周波数の上限値は、１００Ｈｚであることを特徴とする請求項１に記載の音響再生装置。
【請求項3】
前記車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きは、低域の所定の周波数範囲において、自由音場における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きよりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の音響再生装置。
【請求項4】
前記イコライザは、前記結果に対して、１／３オクターブ毎または１／６オクターブ毎に出力音圧レベルを調整することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の音響再生装置。
【請求項5】
前記イコライザは、前記結果に対する調整を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の音響再生装置。
【請求項6】
前記イコライザによる前記結果に対する調整が限界であるときに、前記イコライザによる前記結果に対する調整を終了することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の音響再生装置。
【請求項7】
スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う演算工程と、前記演算された信号を増幅装置で増幅させて前記スピーカユニットに出力させる増幅工程と、
前記演算工程で演算された信号レベルの調整を行うイコライジング工程と、
を含む音響再生装置の再生方法において、
前記逆特性は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性であって、当該逆特性の低域の一部がカットされており、
前記演算工程は、前記逆特性に、前記車内の前記出力音圧周波数特性の予測値と前記車内の前記出力音圧周波数特性の実測値との差分から生成された補正情報を加算し、
前記イコライジング工程は、前記補正情報を加算した前記逆特性を用いて前記演算工程で演算された結果に対して前記調整を行い、
前記カットされる前記逆特性の一部における、周波数の上限値は、前記増幅装置の可変の増幅率に合わせて変化し、前記増幅率が小さいほど小さい、
ことを特徴とする音響再生装置の再生方法。
【請求項8】
請求項７に記載の音響再生装置の再生方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする音響再生装置の再生プログラム。
【請求項9】
請求項８に記載の音響再生装置の再生プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、音響再生装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば自動車等の車両に搭載するスピーカユニットは、省エネルギーの観点からなるべく軽く小型であることが望ましい。しかし、比較的口径の小さなスピーカユニットでは、比較的口径の大きなスピーカユニットに比べて特に低音が不足する場合がある。比較的口径の小さなスピーカユニットの周波数特性は、例えば１００Ｈｚ以下で比較的口径の大きなスピーカユニットに比べて急峻に音圧が下がる場合があった。このため、特に小～中音量における再生で低音不足が感じられる。
【0003】
比較的口径の小さなスピーカユニットの低音不足を補うためには、増幅装置（アンプ）で低音信号を大きく出力するなどの方法がある。例えば、特許文献１には、周波数特性を調整したいベースやドラム等の音楽成分が比較的大きいときは、低域（低音）のブースト量を上げることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平１１－１７４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、増幅装置等で低音を大きく出力すると特に大音量の再生においては、スピーカユニットにとって増幅装置からの信号が大きすぎて異音を発生する場合があり、再生音の品位が損なわれる。
【0006】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、比較的小さな口径のスピーカユニットにおいても、小～中音量の再生における低音の不足を解消するとともに、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる音響再生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う演算装置と、前記演算された信号を増幅して前記スピーカユニットに出力する増幅装置と、前記演算装置で演算された信号レベルの調整を行うイコライザと、を備え、前記逆特性は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性であって、当該逆特性の低域の一部がカットされており、前記演算装置は、前記逆特性に、前記車内の前記出力音圧周波数特性の予測値と前記車内の前記出力音圧周波数特性の実測値との差分から生成された補正情報を加算し、前記イコライザは、前記補正情報を加算した前記逆特性を用いて前記演算装置で演算された結果に対して前記調整を行い、前記カットされる前記逆特性の一部における、周波数の上限値は、前記増幅装置の可変の増幅率に合わせて変化し、前記増幅率が小さいほど小さいことを特徴とする。
【0008】
請求項７に記載の発明は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う演算工程と、前記演算された信号を増幅装置で増幅させて前記スピーカユニットに出力させる増幅工程と、前記演算工程で演算された信号レベルの調整を行うイコライジング工程と、を含む音響再生装置の再生方法において、前記逆特性は、車内における前記スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性であって、当該逆特性の低域の一部がカットされており、前記演算工程は、前記逆特性に、前記車内の前記出力音圧周波数特性の予測値と前記車内の前記出力音圧周波数特性の実測値との差分から生成された補正情報を加算し、前記イコライジング工程は、前記補正情報を加算した前記逆特性を用いて前記演算工程で演算された結果に対して前記調整を行い、前記カットされる前記逆特性の一部における、周波数の上限値は、前記増幅装置の可変の増幅率に合わせて変化し、前記増幅率が小さいほど小さい、ことを特徴とする。
【0009】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の音響再生装置の再生方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする。
【0010】
請求項９に記載された発明は、請求項８に記載の音響再生装置の再生プログラムを格納したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第１の実施例にかかる音響再生装置を有する音響再生システムのブロック構成図である。
【図8】自由音場におけるスピーカユニットの入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。
【図10】車両の車室内（圧力音場）におけるスピーカユニットの入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。
【図12】本発明の第２の実施例にかかる音響再生装置のブロック構成図である。
【図14】車室内における出力音圧特性と逆特性とを比較したグラフである。
【図15】基本特性情報と逆特性とを比較したグラフである。
【図16】うねり成分情報と基本特性情報とうねり成分情報を加算した調整値とを比較したグラフである。
【図17】うねり成分情報を加算した後の調整値と逆特性を比較したグラフである。
【図18】調整後の車室内予測値と調整前の車室内特性とを比較したグラフである。
【図19】調整後の車室内予測値と実測値とを比較したグラフである。
【図20】グラフィックイコライザの調整パラメータの例である。
【図22】調整後の車室内予測値と調整前の車室内特性とを比較したグラフを示す。
【図23】調整後の車室内予測値と実測値とを比較したグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態にかかる音響再生装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる音響再生装置は、入力信号の演算を行う演算装置と、その演算がされた信号を増幅してスピーカユニットに出力する増幅装置と、を備えている。そして、演算装置は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う。このようにすることにより、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。
【0013】
また、演算装置は、低域における逆特性の一部をカットする演算を行ってもよい。このようにすることにより、スピーカユニットが持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号を入力されてスピーカユニットから異音が発生することを防止できる。したがって、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる。
【0014】
また、カットされる逆特性の一部における、周波数の上限値は、増幅装置の増幅率が小さいほど小さくしてもよい。このようにすることにより、増幅率が小さいほどより低域の周波数までスピーカユニットから異音が発生しなくなるので、より低音まで再生音の品位が損なわれることなく再生させることができる。したがって、小音量における低音不足を解消することができる。
【0015】
また、カットされる逆特性の一部における、周波数の上限値は、１００Ｈｚであってもよい。このようにすることにより、特に低域を再生するスピーカユニットに対応させることができる。
【0016】
また、逆特性は、車内におけるスピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性であってもよい。このようにすることにより、スピーカユニットが設置された車両に応じた周波数特性に合わせることができる。
【0017】
また、演算装置は、逆特性に車内における出力音圧周波数特性に基づいた補正情報を加算してもよい。このようにすることにより、スピーカユニットの特性に基づいた逆特性だけでなく、車室の形状等による定在波の影響を考慮した補正をすることができるので、車両に搭載した際にスピーカユニットの周波数特性をフラットに近づけることができる。
【0018】
また、車内におけるスピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きは、低域の所定の周波数範囲において、自由音場におけるスピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性の傾きよりも、小さくなっている。このような傾向を示すため、自由音場で測定した結果に基づき逆特性をそのまま利用するよりも、車内（圧力音場）における特性に合わせた逆特性を利用することで、車内におけるスピーカユニットの周波数特性をフラットに近づけることができる。
【0019】
また、移動体に上述した音響再生装置を備えてもよい。このようにすることにより、車両等の移動体において、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。
【0020】
また、本発明の一実施形態にかかる音響再生装置の再生方法は、入力信号の演算を行う演算工程と、その演算がされた信号を増幅装置で増幅させてスピーカユニットに出力させる増幅工程と、を含んでいる。そして、演算工程は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性を入力信号へ重畳する演算を行う。このようにすることにより、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。
【0021】
また、演算工程は、低域における出力音圧周波数特性の一部をカットする演算を行ってもよい。このようにすることにより、スピーカユニットが持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号を入力されてスピーカユニットから異音が発生することを防止できる。大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる。
【0022】
また、上述した音響再生装置の再生方法をコンピュータにより実行させる音響再生装置の再生プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニットの出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。
【0023】
また、上述した音響再生装置の再生プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このようにすることにより、当該プログラムを機器に組み込む以外に単体でも流通させることができ、バージョンアップ等も容易に行える。
【実施例1】
【0024】
【0025】
音響再生システム１は、電源２と、ＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３と、スピーカユニット４と、音響再生装置１０と、を備えている。
【0026】
電源２は、外部または自身が有するバッテリ等からの電源電圧を所定の直流電圧に変換してＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３や音響再生装置１０に供給する。
【0027】
ＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３は、例えばＣＤ（Compact Disc）プレーヤやメモリオーディオ、ラジオ受信機等の音響信号を音響再生装置１０に出力する装置である。
【0028】
スピーカユニット４は、例えばサブウーハ等で構成されている。なお、スピーカユニット４は、サブウーハに限らず、ウーハやフルレンジ等であってもよい。
【0029】
音響再生装置１０は、μＣｏｍ１１と、ＤＳＰ１２と、ＡＭＰ１３と、を備えている。μＣｏｍ１１は、音響再生装置１０の制御を司り、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えた周知のマイクロコンピュータ（マイコン）である。
【0030】
ＤＳＰ１２は、μＣｏｍ１１からの制御に基づいて、ＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３から入力された音響信号に対して後述する演算を行う。ＤＳＰ１２は、周知のようにデジタル信号処理演算に特化したマイクロプロセッサであり、内部にＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭおよび信号処理用の演算器等を備えている。ＤＳＰ１２は、演算後の信号をＡＭＰ１３に出力する。
【0031】
本実施例では、μＣｏｍ１１とＤＳＰ１２とで演算装置を構成している。但し、μＣｏｍ１１のみ、あるいはＤＳＰ１２のみで演算装置を構成してもよい。また、音響信号は、演算装置に入力される入力信号となり、ＤＳＰ１２で入力信号の演算を行う。そして、ＤＳＰ１２の出力信号が、演算装置で演算された信号となる。
【0032】
ＡＭＰ１３は、ＤＳＰ１２から入力される信号を、例えば図示しないボリューム等に基づいた所定の増幅率に増幅してスピーカユニット４に出力する増幅装置である。ＡＭＰ１３は、デジタル／アナログ変換器付アナログアンプであってもよいし、デジタルアンプであってもよい。
【0033】
ここで、ＤＳＰ１２が行う演算について図２乃至図６を参照して説明する。図２は、スピーカユニット４の出力音圧周波数特性とその逆特性を示したグラフである。図２において、縦軸は出力音圧レベル、横軸は周波数である。
【0034】
スピーカユニット４は図２の実線に示したような出力音圧周波数特性を示す。この場合、約８０Ｈｚ以下の低域では、出力音圧レベルが低下している。そこで、この出力音圧周波数特性の図２の破線で示したような逆特性のフィルタ処理を行う。これは、例えば逆特性の周波数信号をＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３から入力された音響信号に加算（重畳）することで、スピーカユニット４から放射される出力音圧周波数特性をフラットにして、特に低域の特性を改善させることができる。
【0035】
スピーカユニット４の出力音圧周波数特性は、あらかじめ測定しその測定結果から逆特性を生成する。そして、その逆特性情報をＤＳＰ１２内のメモリ等に記憶させておく。ＤＳＰ１２は、記憶されている逆特性の周波数信号をＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３から入力された音響信号に加算（重畳）する演算を行う。
【0036】
但し、特性情報を図２に示した逆特性のままとすると、所定の周波数以下ではスピーカユニット４が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号が入力されるため異音等が発生してしまうことがある。一例を図３に示す。図３は、スピーカユニット４の入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性であり、縦軸に出力音圧レベル、横軸に周波数を示している。そして、実線が入力信号レベル－５ｄＢＶ、破線が入力信号レベル－１０ｄＢＶ、一点鎖線が入力信号レベル－１５ｄＢＶ、二点鎖線が入力信号レベル－２０ｄＢＶである。
【0037】
図３において、各入力信号レベルとも所定の周波数以下はプロットされていない。これは、当該周波数以下ではスピーカユニット４が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号が入力されるために当該スピーカユニット４に異音が発生することを示している。この異音が発生する周波数は入力信号レベルが小さくなるほど小さくなっている。
【0038】
この異音は、例えばスピーカユニット４の振動版が大きな振幅で振動する際に、ボイスコイル等が磁気ギャップ内においてポールヨーク等に衝突することにより生じる。つまり、スピーカユニットの入力信号レベルが大きいほど発生しやすくなるため、ＡＭＰ１３における増幅率が大きいほど発生しやすくなる。
【0039】
図４は、図２に示した逆特性を加算しない状態における、いくつかの異なる大きさの入力信号レベルに対するスピーカユニットの出力音圧周波数特性である。実線に示される特性は、約４５Ｈｚ以下で－１０ｄＢから出力音圧レベルが下がり始め２０Ｈｚでは－２８ｄＢまで下がっている。破線に示される特性は、約４５Ｈｚ以下で－１５ｄＢから出力音圧レベルが下がり始め２０Ｈｚでは－３２ｄＢまで下がっている。一点鎖線に示される特性は、約４５Ｈｚ以下で－２０ｄＢから出力音圧レベルが下がり始め２０Ｈｚでは－３７ｄＢまで下がっている。二点鎖線に示される特性は、約４５Ｈｚ以下で－２５ｄＢから出力音圧レベルが下がり始め２０Ｈｚでは－４２ｄＢまで下がっている。
【0040】
いずれの場合も出力音圧レベルが下がり始めるのは同じ約４５Ｈｚであるために、出力音圧レベルが小さい場合にはスピーカが出すことが出来る最大の音圧に満たない音圧しか出していない。そのため、特に小さな音で再生される場合に使用者が低音不足であると感じる場合がある。
【0041】
そこで、本実施例では、逆特性のうち所定の周波数以下をカットして、スピーカユニット４が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号を入力しないようにする。図５に、入力信号レベルごとの逆特性の例を示す。図５の例では、逆特性信号のレベルに応じて約５５Ｈｚ以下をカットしている。
【0042】
そして、低域をカットした逆特性の周波数信号をＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３から入力された音響信号に重畳する。この時の演算の一例としては、低域をカットした逆特性の周波数信号とＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３から入力された音響信号にそれぞれ所定の重み付けをして加算を行う。そして重畳された出力信号をＡＭＰ１３に入力する。
【0043】
低域をカットした逆特性の周波数信号とＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３から入力された出力音圧周波数特性を有する音響信号とを重畳して、ＡＭＰ１３を経てスピーカユニット４から放射される出力音圧周波数特性の一例を図６に示す。なお、この例ではＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３から入力された出力音圧周波数特性は全周波数にわたってフラットであるものとする。図６の場合、入力信号レベルに応じて約６５Ｈｚ～３５Ｈｚ以下をカットするようにしている。このようにすることにより、カットする周波数以下では、スピーカユニット４の特性にしたがって、出力音圧レベルが低下し、異音が発生することを防止できる。
【0044】
したがって、本実施例では、ＡＭＰ１３の増幅率によって逆特性のうちカットする周波数の上限値を変化させる。例えば、図６に示したように、入力信号レベルが－５ｄＢＶに相当する増幅率のときは、例えば６５Ｈｚ以下はカットする。また、入力信号レベルが－１０ｄＢＶに相当する増幅率のときは、例えば４５Ｈｚ以下はカットし、入力信号レベルが－１５ｄＢＶに相当する増幅率のときは、例えば３５Ｈｚ以下はカットするようにする。このようにすることにより、ＡＭＰ１３の増幅率が小さいほどカットする周波数の上限値を小さくすることができる。なお、増幅率が所定値以下の場合はカットしなくてもよい。例えば図６に示した－２０ｄＢＶ以下ではカットしなくても異音は発生しないと思われるため、このような場合は、カットしないようにする。
【0045】
即ち、特性情報において、スピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性のうちカットされる低域の一部における、周波数の上限値は、ＡＭＰ１３の増幅率が小さいほど小さくしている。このようにすることで、ＡＭＰ１３の増幅率は小さい場合でも低域の音圧レベルがより小さい周波数まで延びるために、低音不足が相当程度解消される。
【0046】
また、このカットされる低域の一部における、周波数の上限値としては可聴周波数帯のうち１００Ｈｚ以下の範囲で変化させてもよい。この１００Ｈｚは例えば最大の増幅率のときに異音が発生する周波数に基づいて設定された値であり、サブウーハの場合に好適な値である。勿論前記１００Ｈｚや６５Ｈｚ等は、対象となるスピーカユニットの出力音圧周波数特性に基づいて適宜変更してもよい。本実施例は、スピーカユニットの出力音圧周波数特性において、低域の特性を改善させるものであり、カットされる低域の一部における、周波数の上限値は、対象となるスピーカユニットの低域の特性が悪化する周波数に応じて設定すればよい。
【0047】
次に、上述した構成の音響再生装置１０の動作（音響再生装置の再生方法）について図７のフローチャートを参照して説明する。図７に示したフローチャートはμＣｏｍ１１のＲＯＭ等に記憶されている音響再生装置の再生プログラムをμＣｏｍ１１のＣＰＵ上で実行することで動作する。
【0048】
まず、ステップＳ１において、μＣｏｍ１１はＡＭＰ１３から増幅率を取得する。次に、ステップＳ２において、μＣｏｍ１１はＤＳＰ１２に対してステップＳ１で取得した増幅率に応じた逆特性信号を音響信号に加算（重畳）する演算を行わせる。ここで、逆特性信号は、増幅率応じて複数種類がＤＳＰ１２のメモリ等にデータ等として記憶されている。あるいは、１つの増幅率（例えば最大値）の場合のみを記憶し、それに対して増幅率に応じた所定の係数等を乗じることで生成するようにしてもよい。
【0049】
次に、ステップＳ３でμＣｏｍ１１はＡＭＰ１３の増幅率が変化したか否かを判断し、変化した場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１に戻り、変化しない場合（ＮＯの場合）はステップＳ４に進む。
【0050】
次に、ステップＳ４でμＣｏｍ１１は電源がＯＦＦされたか否かを判断し、ＯＦＦされた場合（ＹＥＳの場合）は終了し、ＯＦＦされない場合（ＮＯの場合）はステップＳ３に戻る。
【0051】
本実施例によれば、音響再生装置１０は、入力信号に対して演算を行うＤＳＰ１２およびμＣｏｍ１１と、その演算がされた信号を増幅してスピーカユニットに出力するＡＭＰ１３と、を備えている。そして、ＤＳＰ１２およびμＣｏｍ１１は、スピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性の低域の一部をカットし、入力信号へ加算（重畳）する演算を行う。このようにすることにより、スピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性に基づいて、スピーカユニット４の出力音圧周波数特性をフラットにすることができ、低音の不足を解消することができる。また、逆特性のうち低域の一部をカットすることで、スピーカユニット４が持続的に音を放射できる最大の出力音圧を超えた信号が入力されてスピーカユニット４から異音が発生することを防止できる。したがって、大音量の再生における再生音の品位が損なわれないようにすることができる。
【0052】
また、スピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性のうちカットされる低域の一部の上限周波数は、ＡＭＰ１３の増幅率が小さいほど小さくしている。このようにすることにより、増幅率が小さいほどスピーカユニット４から異音の発生しづらくなるので、より低音まで再生させることができる。したがって、小音量における低音不足を解消することができる。
【0053】
また、本実施例のスピーカユニット４としてはサブウーハとしている。このようにすることにより、サブウーハにおいて、小～中音量の再生における低音の不足を解消するとともに、大音量の再生における異音の発生を抑えることができる。
【0054】
なお、特性情報の元となるスピーカユニット４の出力音圧周波数特性は、当該スピーカユニット４の開発時に測定したものを利用してもよいが、例えばスピーカユニット４を部屋等の空間に設置した状態で測定して、その測定値に基づいて出力音圧周波数特性を得て、逆特性を生成するようにしてもよい。スピーカユニット４の出力音圧周波数特性としては、例えば、所定の測定信号をスピーカユニット４に入力し、スピーカユニット４から発せられた音をマイクで集音することによって測定する等が挙げられる。このようにすることにより、スピーカユニット４が設置された空間に応じた出力音圧周波数特性に合わせることができる。
【実施例2】
【0055】
【0056】
第１の実施例で説明した音響再生装置１０は、移動体、例えば自動車等の車両に搭載することも可能である。しかしながら、車内（車室内）においては、第１の実施例に示したような逆特性を重畳するだけでは、出力音圧特性をフラットにできないことが発明者らによる実験により判明した。
【0057】
図８は、自由音場におけるスピーカユニット４の入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。ここで、自由音場とは、等方性かつ均質の媒質中で境界の影響を無視できる音場をいうが、本実施例においては、無響室或いは建物の部屋等の自動車の車内よりも広い空間で車内よりも壁などによる反射の影響が少ない空間をいう。図８の実線は第１の実施例で説明した方法による調整（以下、第１の調整とする）をしない場合のスピーカユニット４の出力音圧周波数特性を示し、破線は第１の調整を加味した出力音圧周波数特性の予測値を示し、一点鎖線は第１の調整を加味した出力音圧周波数特性の実測値を示している。
【0058】
【0059】
図１０は、車両の車室内（圧力音場）におけるスピーカユニット４の入力信号レベルに対する出力音圧周波数特性のグラフである。図１０の実線は第１の調整をしない場合のスピーカユニット４の出力音圧周波数特性を示し、破線は第１の調整を加味した出力音圧周波数特性の予測値を示し、一点鎖線は第１の調整を加味した出力音圧周波数特性の実測値を示している。
【0060】
図１１は、図１０における破線と一点鎖線の差分を示したグラフである。図１１に示したように、低音（約２００Ｈｚ以下）において予測値と実測値とでは振幅のうねりが発生している。以下、このうねりをうねり成分と呼ぶ。
【0061】
このうねり成分は、密閉空間である車室の形状による影響やスピーカユニット４から放射された音が車室内で反射した際の定在波の影響等と考えられる。従って、車両に音響再生装置１０を搭載した場合は、うねり成分の影響により単に逆特性を重畳するだけでは出力音圧特性をフラットにすることができないことが明らかとなった。そこで、本実施例では、うねり成分を考慮した補正を含む調整を行っている。
【0062】
図１２に本実施例にかかる音響再生装置１０Ａのブロック構成図を示す。図１２に示した音響再生装置１０Ａは、図１に示した構成に対してグラフィックイコライザ（ＧＥＱ）１４が追加されている。グラフィックイコライザ１４は、ＤＳＰ１２の出力に対して、例えば１／３オクターブ毎や１／６オクターブ毎に出力音圧レベルを上げる又は下げるように調整を行いＡＭＰ１３に出力する。なお、音響再生装置１０Ａは、例えば車内の座席の下やＭＡＩＮ ＵＮＩＴ３やスピーカユニット４の近傍等車内に設置されている。
【0063】
図１３に本実施例の車室内における出力音圧特性の調整方法のフローチャートを示す。まず、ステップＳ１０１において、車室内の出力音圧周波数特性を測定する。この測定は、直接対象とする車両で行ってもよいし、仮想的に車室空間を模した環境等により行ってもよい。
【0064】
次に、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で測定した出力音圧周波数特性の逆特性を生成する。図１４に、ステップＳ１０１で測定した出力音圧周波数特性（実線）と本ステップで生成した逆特性（破線）とを比較したグラフを示す。ここで、図１４に示した車内におけるスピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性は、図２に示した自由音場におけるスピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性と比較すると、低域の所定の周波数範囲（１０～８０Ｈｚ）において、周波数が上がるにしたがって出力音圧が穏やかに低下する（図１４のＡ）。つまり、車内におけるスピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性の傾きは、自由音場におけるスピーカユニット４の出力音圧周波数特性の逆特性の傾きと比較すると、低域の所定の周波数範囲（１０～８０Ｈｚ）において、小さい。ここで、低域とは本実施例の場合約１０～８０Ｈｚ程度を示すが、スピーカユニット４の特性により概ね数百Ｈｚ以下の範囲を示す。なお、出力音圧周波数特性の逆特性の傾きとは、低域の所定の周波数範囲（１０～８０Ｈｚ）における、出力音圧周波数特性の逆特性に示された、出力音圧の低下の度合いを示すものであり、具体的には図１４に示されるＡで示される直線の傾きである。
【0065】
これは、スピーカユニット４の出力音圧周波数特性が、自由音場の場合は、低域では、周波数が下がるにしたがって急激に出力音圧レベルが低下するが、車内（圧力音場）の場合は、低下が緩やかになることに起因している。このような点からも自由音場で生成した逆特性をそのまま車内で利用することは好ましくない。なお、このような差異は、同じスピーカユニット４を自由音場と車内とで出力音圧周波数特性を測定することで、双方の逆特性を生成して比較することができ、よって、容易に傾きが緩やか（小さい）か否かを判断することができる。
【0066】
次に、ステップＳ１０３において、基本特性を生成する。図１５に基本特性（実線）と逆特性（破線）とを比較したグラフを示す。基本特性とは、うねり成分を考慮する前の逆特性である。即ち、ＤＳＰ１２において、実際に入力信号に対して加算される逆特性である。本実施例では、図１５に示したように、基本特性は、ＤＳＰ１２においてシェルビング・ロー型（ＳＨＬ）及びシェルビング・ハイ型（ＳＨＨ）のフィルタとなるように図１５に示したカーブを描く波形となっている。
【0067】
次に、ステップＳ１０４において、うねり成分を生成する。うねり成分は、図８～図１１で説明したように、まず、車室内の出力音圧周波数特性に第１の調整を加味した出力音圧周波数特性の予測値と第１の調整を加味した出力音圧周波数特性の車室内での実測値との差分から生成する。図１６にうねり成分情報（実線）と基本特性（破線）と基本的性にうねり成分を加算した調整値（一点鎖線）とを比較したグラフを示す。図１７に基本的性にうねり成分を加算した調整値（実線）と図１４等に示した逆特性（破線）を比較したグラフを示す。図１７では、図１５に対して約１００Ｈｚ以下が逆特性（破線）に近い波形となっている。即ち、うねり成分が、車内における出力音圧周波数特性に基づいた補正情報となる。
【0068】
次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４までに生成した基本特性にうねり成分を加算した調整後の車室内予測値を算出する。図１８に基本特性にうねり成分を加算した調整後の車室内予測値（実線）と基本特性にうねり成分を加算した調整前の車室内特性（破線）とを比較したグラフを示す。図１８に示したように、基本特性にうねり成分を加算した調整後の車室内予測値は、約６０Ｈｚ以下が引き上げられフラットに近づいている。
【0069】
次に、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５（図１８）に示した調整後の車室内予測値と実際に基本特性にうねり成分を加算した調整を行った結果（実測値）とを比較する。図１９にステップＳ１０５（図１８）に示した調整後の車室内予測値（実線）と実測値（破線）とを比較したグラフを示す。図１９に示したように、予測値と実測値とも、約１００Ｈｚ以下において、フラットに近づいているが、若干出力音圧レベルに変動があり調整の余地があることが分かる。
【0070】
次に、ステップＳ１０７において、基本特性にうねり成分を加算した調整を行った結果に対して更にグラフィックイコライザ１４による調整（微調整）を行うためのパラメータを抽出し、そのパラメータによりグラフィックイコライザ１４で微調整を行う。図２０にパラメータの例を示す。図２０（ａ）は１／３オクターブ毎の微調整の例、図２０（ｂ）は１／６オクターブ毎の微調整の例である。図２１に図２０に示したパラメータでグラフィックイコライザ１４による微調整を行った後の調整値と図１４等に示した逆特性（破線）とを比較したグラフを示す。図２１では、図１７よりも１００Ｈｚ以下が逆特性（破線）に近い波形となっている。
【0071】
次に、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７で行ったグラフィックイコライザ１４による微調整後の車室内予測値を算出する。図２２に微調整後の車室内予測値（実線）と微調整前の車室内特性（破線）とを比較したグラフを示す。図２２に示したように、微調整後の車室内予測値は、約６０Ｈｚ以下の出力音圧周波数特性が図１８のグラフィックイコライザ１４による微調整前よりもフラットに近づいている。
【0072】
次に、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０８（図２２）に示したグラフィックイコライザ１４による微調整後の車室内予測値と実際に車室内においてグラフィックイコライザ１４による微調整を行った結果（実測値）とを比較する。図２３に微調整後の車室内予測値（実線）と実測値（破線）とを比較したグラフを示す。
【0073】
次に、ステップＳ１１０において、グラフィックイコライザ１４による微調整が限界か否かを判断し、限界である場合（ＹＥＳの場合）は微調整を終了する。一方、限界でない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１０７に戻ってグラフィックイコライザ１４による微調整を行う（パラメータを再抽出する）。グラフィックイコライザ１４による微調整が限界とは、ステップＳ１０７～１０９を繰り返しても前の微調整における実測値と今回の実測値とが殆ど変化しない状態である。このような場合は、これ以上の微調整をしても特性の改善は見込めないと判断し終了する。このフローチャートを実行した結果、得られた調整結果（基本特性、うねり成分、グラフィックイコライザ１４のパラメータ）は、それぞれ、ＤＳＰ１２やグラフィックイコライザ１４に設定される。
【0074】
そして、上記調整結果が設定された後は、音響再生装置１０Ａの入力信号に対して図１３のフローチャートで生成された基本特性とうねり成分に基づいてＤＳＰ１２が演算が行われ、ＤＳＰ１２による演算の結果をグラフィックイコライザ１４が設定されたパラメータに基づいて微調整を行いＡＭＰ１３に出力する。
【0075】
なお、図１３に示したフローチャートでは、特定車種を対象として説明したが、ステップＳ１０１の出力音圧特性の測定を複数車種にて行い、その平均値に基づいて以降のステップを実施するようにしてもよい。或いは、座席位置毎や全席平均の出力音圧特性に基づいて同様の調整を行ってもよい。
【0076】
また、図１３に示したフローチャートでは、グラフィックイコライザ１４による微調整を行っていたが、この微調整は必須ではなく、うねり成分の生成までであってもよい。グラフィックイコライザ１４が無い場合でも、うねり成分の影響を少なくすることができるので有効である。即ち、図１に示した構成に適用することもできる。
【0077】
本実施例によれば、出力音圧周波数特性の逆特性に対して、更に車室内の定在波等の影響によるうねり成分を加算して調整を行っている。このようにすることにより、スピーカユニット４の特性に基づいた逆特性だけでなく、車室の形状等による定在波の影響を考慮した補正をすることができるので、車両に搭載した際にスピーカユニット４の周波数特性をフラットに近づけることができる。
【0078】
なお、上述した実施例では、１つのスピーカユニット４の逆特性のみがＤＳＰ１２に記憶されていたが、複数種類のスピーカユニットの逆特性を記憶させてもよい。そして、接続するスピーカユニットに合わせてスイッチや外部からの切替信号等の切替手段で切り替えるようにしてもよい。あるいは、デフォルトの逆特性と上述したスピーカユニット４が設置された空間に応じた逆特性とを切り替えるようにしてもよい。
【0079】
また、予め上述したＤＳＰ１２で行う演算処理が施された信号をメモリ等に予め記憶し、そのメモリから信号を読み出して、アンプ等を介してスピーカユニットに出力するようにしてもよい。この場合、演算装置と増幅装置は別体となってそれぞれ個別に機能するが、そのような構成も本発明に含まれる。
【0080】
また、移動体としては、自動車等の車両に限らず、航空機や船舶等の周囲が壁面で覆われた空間（圧力空間）を持つものであれば適用可能である。
【0081】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の音響再生装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【0082】
４ スピーカユニット
１０、１０Ａ 音響再生装置
１１ μＣｏｍ（演算装置）
１２ ＤＳＰ（演算装置）
１３ ＡＭＰ（増幅部）
１０、１０Ａ 音響再生装置
１１ μＣｏｍ（演算装置）
１２ ＤＳＰ（演算装置）
１３ ＡＭＰ（増幅部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】