JPH0142200B2 - - Google Patents

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JPH0142200B2
JPH0142200B2 JP55083619A JP8361980A JPH0142200B2 JP H0142200 B2 JPH0142200 B2 JP H0142200B2 JP 55083619 A JP55083619 A JP 55083619A JP 8361980 A JP8361980 A JP 8361980A JP H0142200 B2 JPH0142200 B2 JP H0142200B2
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JP
Japan
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listener
sound image
speakers
distance
attenuators
Prior art date
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Expired
Application number
JP55083619A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS579200A (en
Inventor
Kimiharu Watanabe
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to EP81301165A priority patent/EP0036337B1/en
Priority to DE8181301165T priority patent/DE3168990D1/en
Priority to US06/245,146 priority patent/US4524451A/en
Publication of JPS579200A publication Critical patent/JPS579200A/en
Publication of JPH0142200B2 publication Critical patent/JPH0142200B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S5/00Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation 
    • H04S5/02Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation  of the pseudo four-channel type, e.g. in which rear channel signals are derived from two-channel stereo signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S5/00Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation 
    • H04S5/005Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation  of the pseudo five- or more-channel type, e.g. virtual surround

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスピーカ配置位置より受聴者側の任意
の点に音像を定位させることができ、かつこの音
像までの距離感を連続して制御できる音像距離感
制御装置を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a sound image distance control device that can localize a sound image to any point on the listener's side from the speaker arrangement position, and can continuously control the sense of distance to this sound image. It is something to do.

従来の音像距離感制御装置は、第1図に示す様
に距離情報を持たない入力信号S1を、2信号に分
岐し、一方を時間遅延器1及び残響装置2を介し
て他方に付加し、その付加量をコントローラ3に
よつて変化することによつて音像までの距離感を
制御するものであつた。この従来の装置は、第2
図に示す様に、人間の音像までの距離感と残響量
との間の関係を利用したものである。しかしなが
ら、この装置において残響量を0とした条件にお
いて音像までの距離感が0、すなわち音像が受聴
者のごく近傍に定位するのではなくP点すなわ
ち、再生に用いるスピーカ位置に定位するのであ
る。すなわち、従来の装置においては、再生スピ
ーカ位置より、より受聴者側に音像を定位させる
ことができない欠点があつた。
As shown in FIG. 1, the conventional sound image distance control device branches an input signal S1 having no distance information into two signals, and adds one to the other via a time delay device 1 and a reverberation device 2. , the sense of distance to the sound image is controlled by changing the amount of addition using the controller 3. This conventional device
As shown in the figure, this method utilizes the relationship between the sense of distance to a human sound image and the amount of reverberation. However, in this device, under the condition that the amount of reverberation is 0, the sense of distance to the sound image is 0, that is, the sound image is not localized very close to the listener, but is localized at point P, that is, the position of the speaker used for reproduction. That is, the conventional device has a drawback in that it is not possible to localize the sound image closer to the listener than the reproduction speaker position.

本発明は上記従来の欠点を除去し、スピーカ位
置より受聴者側に自由に音像を定位させることが
できる音像距離感制御装置を提供せんとするもの
である。
The present invention aims to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks and provide a sound image distance control device that can freely localize a sound image toward the listener side from the speaker position.

以下に本発明の例について説明する前に、4つ
のスピーカを用いた音像距離感制御装置について
説明する。
Before describing examples of the present invention below, a sound image distance control device using four speakers will be described.

第3図において、4は受聴者、5,5′はそれ
ぞれ受聴者4の正中線Cに対して左右90゜方向に
配置されたスピーカ、6,6′は正中線Cに対し
て左右30゜方向に配置されたスピーカであり、7,
8,9,10は増幅器、11,12,13,14
はアツテネータ、15は入力端子である。
In Fig. 3, 4 is a listener, 5 and 5' are speakers arranged at 90 degrees left and right with respect to the midline C of the listener 4, and 6 and 6' are placed at 30 degrees left and right with respect to the midline C of the listener 4. It is a speaker arranged in the direction 7,
8, 9, 10 are amplifiers, 11, 12, 13, 14
is an attenuator, and 15 is an input terminal.

入力端子15に印加された定位情報を持たない
電気信号は、4分割され、それぞれアツテネータ
11〜14でレベルが調整され、増幅器7〜10
で増幅され各スピーカ5,5′、6,6′に印加さ
れる。上記アツテネータ11〜14のレベル比を
可変することにより、音像16を受聴者4の前方
のスピーカまでの距離A以内の点(例えば受聴者
から距離Dの点、D<A)に定位できる。
The electrical signal without localization information applied to the input terminal 15 is divided into four parts, the level of which is adjusted by attenuators 11 to 14, and then sent to amplifiers 7 to 10.
The signal is amplified and applied to each speaker 5, 5', 6, 6'. By varying the level ratios of the attenuators 11 to 14, the sound image 16 can be localized at a point within the distance A to the speaker in front of the listener 4 (for example, a point at a distance D from the listener, D<A).

第3図において、アツテネータ11の減衰量の
み0とし、他のアツテネータ12,13,14の
減衰量を、例えば40dBとすると、音像16はス
ピーカ6方向の距離Aの点に定位する。またアツ
テネータ13,14の減衰量を0とし、アツテネ
ータ11,12の減衰量を例えば40dBにすれば、
音像16は受聴者4の中心点0に定位する。また
アツテネータ12の減衰量を40dBのままにし、
次式のKの値を0から∞まで制御すると、音像1
6までの距離をスピーカ6までの距離よりも小さ
い範囲で変化させることができる。
In FIG. 3, if only the attenuation amount of the attenuator 11 is set to 0, and the attenuation amounts of the other attenuators 12, 13, and 14 are set to, for example, 40 dB, the sound image 16 is localized at a point at a distance A in the direction of the speaker 6. Furthermore, if the attenuation amount of attenuators 13 and 14 is set to 0, and the attenuation amount of attenuators 11 and 12 is set to 40 dB, for example,
The sound image 16 is localized at the center point 0 of the listener 4. Also, leave the attenuation amount of attenuator 12 at 40dB,
By controlling the value of K in the following equation from 0 to ∞, the sound image 1
The distance to the speaker 6 can be changed within a range smaller than the distance to the speaker 6.

K=(アツテネータ11の減衰量:L1) −(アツテネータ13,14の減衰量:L2) 音像16がスピーカ6方向の距離Aのところに定
位しているときは、L1は0、L2は40であるので、
Kの値は−40、また音像16が受聴者4の中心点
0に定位する場合にはL1は40、L2は0であるの
で、Kの値は40となる。
K = (Attenuation amount of attenuator 11: L 1 ) - (Attenuation amount of attenuators 13 and 14: L 2 ) When sound image 16 is localized at distance A in the direction of speaker 6, L 1 is 0, L 2 is 40, so
The value of K is -40, and when the sound image 16 is localized at the center point 0 of the listener 4, L1 is 40 and L2 is 0, so the value of K is 40.

第4図はKの値と、受聴者4の中心点0から音
像までの距離Dとの関係を心理実験によつて求め
たものである。Kが0のときDはA/2、|K|
≦10では急激に距離感が変化し、|K|≧15では
ほとんどスピーカ6までの距離感、又は受聴者4
の中心点0となる。
FIG. 4 shows the relationship between the value of K and the distance D from the center point 0 of the listener 4 to the sound image, determined by a psychological experiment. When K is 0, D is A/2, |K|
When ≦10, the sense of distance changes rapidly, and when |K|≧15, the sense of distance is almost the same as speaker 6, or listener 4.
The center point is 0.

上記の説明は音像16の方向を正中線Cに対し
て左30゜方向として、音像までの距離感を制御す
る場合であるが、音像16の方向を正中線C方向
において音像16の距離感を制御する場合には、
アツテネータ11,12の減衰量を等しく、次の
Kの値を第4図に示すように変化させればよいも
のである。
In the above explanation, the direction of the sound image 16 is set 30 degrees to the left with respect to the midline C, and the sense of distance to the sound image is controlled. When controlling,
It is sufficient to make the attenuation amounts of the attenuators 11 and 12 equal and to change the value of K as shown in FIG.

K=(アツテネータ11,12の減衰量) −(アツテネータ13,14の減衰量) また音像をスピーカ5と6との間、例えば左
60゜方向で制御する場合には、アツテネータ11,
13の減衰量を等しくし、かつアツネータ12の
減衰量を例えば40dBとし、次のKの値を第4図
に示すように変化させればよいものである。
K = (attenuation amount of attenuators 11 and 12) - (attenuation amount of attenuators 13 and 14) Also, the sound image is placed between speakers 5 and 6, for example on the left.
When controlling in the 60° direction, attenuator 11,
What is necessary is to make the attenuation amounts of the attenuators 13 and 13 the same, set the attenuation amount of the attenuator 12 to, for example, 40 dB, and then change the value of K as shown in FIG.

K=(アツテネータ11,13の減衰量) −(アツテネータ13,14の減衰量) この例によればKの値を変化させることによ
り、受聴者4の前方における距離Aより短い距離
の点に音像を自由に定位させることができるもの
である。
K = (attenuation amount of attenuators 11, 13) - (attenuation amount of attenuators 13, 14) According to this example, by changing the value of K, a sound image is created at a point in front of the listener 4 at a distance shorter than distance A. can be freely localized.

第5図は他の例を示すもので、この例は受聴者
4の正中線Cに対して左右90゜方向および後方左
右30゜方向にスピーカ5,5′、6,6′を配置し、
アツテネータ11〜14でレベルを調整し、受聴
者4の後方におけるスピーカより、より受聴者4
に近い点に音像を定位させるものである。
FIG. 5 shows another example, in which speakers 5, 5', 6, 6' are arranged at 90 degrees left and right and 30 degrees rearward and left with respect to the midline C of the listener 4.
Adjust the level with attenuators 11 to 14, so that the speakers behind listener 4 are closer to listener 4.
This localizes the sound image at a point close to .

なお、上記各例において、入力信号を4チヤン
ネルに分配でき、かつ1本の操作棒によりアツテ
ネータ11〜14を制御する4チヤンネルバンポ
ツト17を用いると操作上非常に便利である。
In each of the above examples, it is very convenient to use a four-channel bumppot 17 that can distribute the input signal to four channels and control the attenuators 11 to 14 with a single operating rod.

上記各例は4個のスピーカを用いているが、2
個のスピーカを用いても前記各例と同様の効果を
得ることができる。
Each of the above examples uses four speakers, but two
Even if two speakers are used, the same effects as in each of the above examples can be obtained.

次に、2個のスピーカを用いる例について説明
する。
Next, an example using two speakers will be described.

第6図はスピーカ6,6′より放射された音を
聞きながら、点耳に配置されたスピーカより放射
された音を聞いているように感じさせることがで
きるスピーカ装置を示している。第6図におい
て、H11,H12はスピーカ6,6′と受聴者4の左
右の耳との間の伝達関数であり、またH〓1・H〓2
はQ点にスピーカを配置した際のこのスピーカと
受聴者4の左右の耳との間の伝達関数であり、ス
ピーカ6,6′より放射され、受聴者4の左・右
の耳に加わる音圧と、Q点に配置されたスピーカ
より放射され受聴者4の左・右の耳に加わる音圧
が等しければ、受聴者4のスピーカ6,6′より
放射される音を聞いているにもかかわらず受聴者
4はQ点にスピーカが配置され、このスピーカか
らの音を聞いているように感じるものである。
FIG. 6 shows a speaker device that allows the user to feel as if he or she is listening to the sound emitted from a speaker placed in the ear while listening to the sound emitted from the speakers 6, 6'. In FIG. 6, H 11 and H 12 are transfer functions between the speakers 6, 6' and the left and right ears of the listener 4, and H〓 1・H〓 2
is the transfer function between the speaker and the left and right ears of listener 4 when the speaker is placed at point Q, and the sound emitted from speakers 6 and 6' and applied to the left and right ears of listener 4 is If the sound pressure radiated from the speaker placed at point Q and applied to the left and right ears of the listener 4 is equal, then the sound radiated from the speakers 6 and 6' of the listener 4 is heard. Regardless, the listener 4 feels as if a speaker is placed at point Q and is listening to the sound from this speaker.

第6図におけるブロツク18,19は、Q点に
スピーカが配置されているような効果を与えるた
めの前後判定回路および両耳差創成回路であり、
前後判定回路18の特性はH〓1/H11、両耳差創成回 路19の特性は H11H〓2−H12H〓1/H11H〓1−H12H〓1となる。
Blocks 18 and 19 in FIG. 6 are front and back judgment circuits and binaural difference creation circuits to give an effect as if a speaker is placed at point Q.
The characteristic of the front/back judgment circuit 18 is H〓 1 /H 11 , and the characteristic of the binaural difference generating circuit 19 is H 11 H〓 2 −H 12 H〓 1 /H 11 H〓 1 −H 12 H〓 1 .

第7図は本発明の一実施例における音像距離感
制御回路を示している。第7図において、6,
6′はスピーカ、11〜14はアツテネータ、1
8,18′は前後判定回路、19,19′は両耳差
創成回路、20はミキサーであり、入力端子15
に印加された信号は4分割され、各分割信号はア
ツテネータ11〜14を介し、出力O1,O2はミ
キサー20に、また出力O3,O4は前後判定回路
18,18′、両耳差創成回路19,19′を介し
てミキサー20に印加され、混合されて2出力
O5,O6が得られ、この出力O5,O6がそれぞれス
ピーカ6,6′に印加されるものである。
FIG. 7 shows a sound image distance control circuit according to an embodiment of the present invention. In Figure 7, 6,
6' is the speaker, 11 to 14 are the attenuators, 1
Reference numerals 8 and 18' are front and back judgment circuits, 19 and 19' are binaural difference generation circuits, 20 is a mixer, and input terminal 15
The signal applied to the is divided into four parts, each divided signal is passed through attenuators 11 to 14, the outputs O 1 and O 2 are sent to the mixer 20, and the outputs O 3 and O 4 are sent to the front and rear judgment circuits 18 and 18', and to the binaural determination circuits 18 and 18'. It is applied to the mixer 20 via the difference generating circuits 19 and 19' and mixed to produce two outputs.
O 5 and O 6 are obtained, and these outputs O 5 and O 6 are applied to the speakers 6 and 6', respectively.

本実施例では、前後判定回路18,18′、両
耳差創成回路19,19′を用いているため、2
つのスピーカを用いながら、受聴者4の中心を通
る直線と直交する直線上の受聴者4から等距離に
あるQ,Q′点にもスピーカを配置したのと同様
となり、第3図に示した例と等価となるものであ
る。すなわち第7図において、アツテネータ11
〜14を調整することにより、第3図の例と同様
に受聴者4の前方であつて、スピーカ6,6′よ
り、より受聴者側に音像を定位させることができ
るものである。すなわち、前後判定回路18,
(18′)、両耳差創成回路19(19′)によりQ
(Q′)点に創成された虚音源のスピーカと実音源
のスピーカへの印加レベルの差を変化させること
により、虚音源と実音源との間に音像を定位させ
たり、その遠近をも制御することができるもので
ある。
In this embodiment, since the front and rear judgment circuits 18, 18' and the binaural difference generating circuits 19, 19' are used, two
This is the same as placing two speakers at points Q and Q', which are equidistant from listener 4 on a straight line orthogonal to the line passing through the center of listener 4, as shown in Figure 3. This is equivalent to the example. That is, in FIG. 7, the attenuator 11
By adjusting .about.14, the sound image can be localized in front of the listener 4 and closer to the listener than the speakers 6, 6', as in the example shown in FIG. That is, the front/back judgment circuit 18,
(18'), Q by binaural difference generation circuit 19 (19')
By changing the difference in the level applied to the speaker of the virtual sound source created at point (Q') and the speaker of the real sound source, the sound image can be localized between the virtual sound source and the real sound source, and its distance can also be controlled. It is something that can be done.

このように、前後判定回路および両耳差創成回
路を用いることにより、2スピーカで第3図、第
5図に示す例と同様に音像を制御することもでき
るものである。
In this way, by using the front/back determining circuit and the binaural difference creation circuit, it is also possible to control the sound image using two speakers in the same manner as in the examples shown in FIGS. 3 and 5.

第8図は本発明の他の実施例を示している。本
実施例は受聴者の前方に配置された2つのスピー
カを用い、受聴者4の周囲360゜のどの方向にも定
位させることができるものであり、前後判定回路
18,18′,18″,18、両耳差創成回路1
9,19′,19″,19を用い、受聴者4の左
右方向および後方にスピーカを配置したのと等価
となるものであり、アツテネータ21〜26を調
整することにより、受聴者の周囲360゜のどの方向
にも定位させることができるものである。
FIG. 8 shows another embodiment of the invention. This embodiment uses two speakers placed in front of the listener and can be localized in any direction within 360 degrees around the listener 4. 18. Binaural difference generation circuit 1
9, 19', 19'', and 19, it is equivalent to placing speakers in the left and right direction and behind the listener 4, and by adjusting the attenuators 21 to 26, the speaker can be heard 360 degrees around the listener. It can be localized in any direction.

上記各実施例はいずれも再生側において音像を
制御する例であるが、収音側に用いることもでき
るものであり、収音された信号を例えば4分割
し、各分割信号をアツテネータを介して記録し、
記録された信号を再生し、受聴者の周囲に配置さ
れたスピーカに印加すれば、任意の方向に音像を
定位させることができるものである。
The above embodiments are all examples of controlling the sound image on the playback side, but they can also be used on the sound collection side, where the collected sound signal is divided into four, for example, and each divided signal is sent through an attenuator. record,
By reproducing the recorded signal and applying it to speakers placed around the listener, a sound image can be localized in any direction.

以上のように、本発明によれば、第1、第2の
アツテネータから出力される信号を入力とし、前
記受聴者の中心を通る直線と直交する直線上の前
記受聴者から等距離に、第3のスピーカ、第4の
スピーカを配置したのと等価にする第1、第2の
回路と、第1、第2の回路からの出力と第3、第
4のアツテネータからの出力を混合し、前記第
1、第2のスピーカに印加するミキサーとを備
え、前記各アツテネータを制御することにより、
第1、第2のスピーカと第3、第4のスピーカへ
のレベルを制御して、音像を第1、第2のスピー
カ位置より受聴者側に定位させ、その距離感を連
続て変化させることができるとともに、第1、第
2のスピーカと第3、第4のスピーカの間の領域
はもとより、音像定位の遠近までも制御すること
ができ、受聴者の前方(又は後方)180゜の任意の
方向と任意の距離に音像を定位させることができ
るものである。
As described above, according to the present invention, the signals output from the first and second attenuators are input, and the signal is input to the first attenuator, and the second attenuator is placed at the same distance from the listener on a straight line orthogonal to a straight line passing through the center of the listener. mixes the outputs from the first and second circuits and the outputs from the third and fourth attenuators; and a mixer that applies voltage to the first and second speakers, and by controlling each of the attenuators,
Control the levels to the first and second speakers and the third and fourth speakers to localize the sound image closer to the listener than the first and second speaker positions, and continuously change the sense of distance. At the same time, it is possible to control not only the area between the first and second speakers and the third and fourth speakers, but also the distance and distance of the sound image localization, and it is possible to control the area between the first and second speakers and the third and fourth speakers, as well as to control the distance and distance of the sound image. It is possible to localize a sound image in the direction of and any distance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の音像距離感制御装置のブロツク
図、第2図は同装置における残響量と音像までの
距離感との関係を示す図、第3図、第5図は4つ
のスピーカを用いた音像距離感制御装置のブロツ
ク図、第4図は第3図に示す装置における音像距
離感の変化を示す特性図、第6図は2つのスピー
カを用いた音像距離感制御装置のブロツク図、第
7図は本発明の一実施例における音像距離感制御
装置のブロツク図、第8図は本発明の他の実施例
のブロツク図である。 4……受聴者、5,5′,6,6′……スピー
カ、7,8,9,10……増幅器、11,12,
13,14……アツテネータ、15……入力端
子、16……音像、17……バンポツト、18,
18′,18″,18……前後判定回路、19,
19′,19″,19……両耳差創成回路、20
……ミキサー、21,22,23,24,25,
26……アツテネータ。
Fig. 1 is a block diagram of a conventional sound image distance control device, Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of reverberation and the sense of distance to a sound image in the same device, and Figs. 3 and 5 show a system using four speakers. 4 is a characteristic diagram showing changes in sound image distance in the device shown in FIG. 3. FIG. 6 is a block diagram of a sound image distance control device using two speakers. FIG. 7 is a block diagram of a sound image distance control device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of the present invention. 4... Listener, 5, 5', 6, 6'... Speaker, 7, 8, 9, 10... Amplifier, 11, 12,
13, 14...Attenuator, 15...Input terminal, 16...Sound image, 17...Bump pot, 18,
18', 18'', 18... Front and rear judgment circuit, 19,
19', 19'', 19...Binaural difference generation circuit, 20
...Mixer, 21, 22, 23, 24, 25,
26...Attenuator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 受聴者の前方左右に配置された第1、第2の
スピーカと、単一の入力信号を4つの信号に分岐
するとともに、この4分岐された信号のレベルを
制御する第1〜第4のアツテネータと、前記第
1、第2のアツテネータから出力される信号を入
力し、前記受聴者の中心を通る直線と直交する直
線上の前記受聴者から等距離に、第3、第4のス
ピーカを配置したのと等価にする第1、第2の回
路と、前記第1、第2の回路からの出力と前記第
3、第4のアツテネータからの出力を混合し、前
記第1、第2のスピーカに印加するミキサーとを
備え、前記各アツテネータを制御することによ
り、前記直交する直線から前記受聴者の前記第
1、第2のスピーカ側の任意の方向、および任意
の距離に音像を連続して定位させるように構成し
たことを特徴とする音像距離感制御装置。
1 First and second speakers placed in front of the listener on the left and right, and first to fourth speakers that split a single input signal into four signals and control the levels of these four split signals. An attenuator and the signals output from the first and second attenuators are input, and third and fourth speakers are placed at the same distance from the listener on a straight line orthogonal to a straight line passing through the center of the listener. mix the outputs from the first and second circuits and the outputs from the third and fourth attenuators, and a mixer that applies voltage to the speakers, and by controlling each of the attenuators, a sound image is continuously transmitted in any direction and at any distance from the orthogonal straight line toward the first and second speakers of the listener. What is claimed is: 1. A sound image distance control device characterized in that the sound image distance control device is configured to localize the sound image by
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