WO1986001363A1 - Apparatus for reproducing sound field - Google Patents

Description

• 明 細 書

発明の名称

音場再生装置

技術分野

5 本発明はステ レオ機器等の再生装置における再生音について 広が])感、 臨場感を与える事が出来る音場再生装置に関し、 モ ノ ラル信号を再生する場合でも再生音に広がり感を与える こと ができ るものである。

背景技術 .

, Ο ステ レオの再生音に広が 感ゃ臨場感をもたせるものと して、 過去、 デスク リ ー ト 4チ..ヤ ンネルやマ ト リ クス 4 チャ ン ネルと 言った ⁴チヤ ン ネ ル ステレ才再生によ る音場再生を行.な う もの があった。 ところが両者ともあら力 じめ 4 チ ヤ ン ネル再生が可 能 ¾ よ うにソー ス信号を変換したものを使用する必要があるた

1 5 め、 各方式によ って各方式固有の再生装置を準備する必要があ

Ό、 各方式間のコ ンパチ ビ リ テ ィ 一は ったく ¾かった。 又、 再生機器内の変換回路が必要であった 、 4 チ ャ ン ネル分のパ ヮーアンプが必要であるため、 コ ス ト高にるる欠点があつた。 また、 モノ ラ ル信号に広が ]?感を与えて再生する疑似ステ レオ

20 再生装置には従来、 第 1 図 ，第 2図に示すよ う ものがあった。

第 1 図に示す疑似ステ レオ再生回路は、 入力端子 1 にモノ ラ ル信号を入力 し、 一方のチ ヤ ンネルのパヮ一ア ンプ 2にはその まま供袷し、 他方のチ ヤ ンネルのパワーア ン プ 3には位相シフ ター 4によ り位相シ フ ト した信号を供給し、 ス ピー カ 5 , 6で

25 再生させるこ とによ り両チ ヤ ンネルの再生音に逆相感を作]?出 P T/JP85/00433

—2 ―

• し、 音の広が 感を生じさせるようにしたものである。

しかしながら、 上記疑似ステ レオ再生回路では両チ ヤ ンネ ル の信号が逆位相にるっているため、 音の定位が明確でな く長時 間聞いていると非常につかれてく る欠点.があつた。

5 また、 第 2図に示す疑似ステ レオ再生回铬は、 入力端子 7に モ ノ ラル信号を入力し、 一方のチ ヤ ンネルのパワ ー アン プ 8に は入力端子⁷に入力された信号と遅延回路 9によ り遅れた信号 とを合成した信号を供給し、 他方のチ ャ ンネ ルのパワ ーア ン プ Oには入力端子 7に入力された信号と遅延回路 9の出力を反 i o 転アン プ 1 1 によ 逆相にした信号とを合成した信号を供給し ス ピーカ ¹ 2 ， 1 ³で再生させることによ 、第³図に示すよ う

'なく し形の振幅周波数特性を有する両チ ヤ ンネルの再生音をつ く り音の広がり感を生じさせるよ うにしたものである。 これに よ り音の定位が明確な疑似ステレオ再生音を作 出すことがで

1 5 ' きる。

しかしるがら、 上記の回路によればバケッ ト ブリ ケー ドデバ イ ス （： B B D )素子等の遅延回路が必要となり回路構成が複雑 でコ ス ト高と る欠点があった。 又、 全帯域の信号を広げてい るため、 特に中央に定位させたい人間の音声も広げてしまい聞 0 きづらくなるという欠点もあった。

発明の開示

本発明は上記従来の欠点を解決するもので、 音の定位が明確 な疑似ステレオ再生音をコス トの安い回路構成.で作り出すこと ができ、 さ らに、 人間の音声の聞きづらさを くすことを可能 25 にした音場再生装置を提供するとと もに、 ソ ースに特別なもの • を使用せず、 一般的なステレオ ソ ースを使用して効果的に.広が ] 感ゃ臨場感が作れる音場再生装置を提供する事を目的と し、 次の 2つの構成の発明からなる。

第 1 の発明は R チ ヤ ンネルおよび L チ ヤ ンネルからなるステ

5 レオ再生信号ラ イ ン と、 R チ ャ ンネルまたは L チ ャ ンネル入力 端子に入力されたモ ノ ラル信号を位相シフ トする複数の位相シ フ タ 一と、 前記複数の位相シフ タ —によ ]?位相シフ トされた信 号を逆相にする反転ア ンプと、 前記複数の位相シフ タ —の出力 信号と R チ ヤ ンネル又は L チ ヤ ンネルの う ち一方の信号ラ イ ン l O のモ ノ ラル信号とを合成し再生する手段と、 前記反転ア ンプの 出力信号と R チ ヤ ンネル又は L チ ャ ンネルの他方の信号ラ イ ン のモノ ラ ル信号とを合成し再 する手段を備えたことを特徴と する音場再生装置であ ])、 再生音の振幅周波数特性上、 R チ ヤ ンネノ と L チ ャ ンネルが反対の振幅の変化をすることを利用し

1 5 て再生音の広が 感を得る事が出来るものである。

第 2の発明は、 ステレオ信号の両チ.ヤ ンネル信号を引算して 両信号の差信号を検出し、 その差信号を位相シフ タ—を通して 元のステレオ信号の両チ ヤ ンネルの信号にそれぞれ正相及び逆 相で.ミ キ シング し、 位相シフターを通過した信号を互に逆位相

20 で再生することによ ]9広が ] 感を与える ものである。 又、 その 差信号は残響成分をも検出しているため臨場感を得る事も可能 である。 さらに逆相でミ キシングした信号を L チ ャ ンネル ， R チ ヤ ンネルの各パヮ—アンプの出力端子間に β T L接続したス ピー力で再生する事によ ] 、 3 ス ピー カさらには⁴ ス ピーカと

25 いったマルチス ピーカ再生も可能に る。 図面の簡単な説明

第 1 図、 第 2図は従来の疑似ステレオ再生回路の回路図、 第 3図は第 2図に示す疑似ステレオ再生回路の再生音の振幅周波 数特性図、 第 4図は第 1 の発明の一実施例における音場再生装 置の回路図、 第 5図は同装置の位相シフ タ —の出力の位相およ び振幅周波数特性.図、 第 6図は同装置の再生音の振幅周波数特 性図、 第 7図は第 2の発明の一実施例における音場再生装置の 回路図である。

発明を実施するための最良の形態

第 4図は本発明の一実施例における音場再生装置を示すもの C ¾> o

2 O , 2 1 はステレオの R チヤ ンネル、 L チ ヤ ンネルの入力' 端子、 2 2は入力端子 2 O又は入力端子 2 1 に入力されるモノ ラル信号を他のチヤ ンネルに供給可能にするスイ ッチ、 ^{2 3} ， ^{2 4}は前置アンプである。 前置ア ンプ ^{2 3} の出力端子は抵抗²⁵ を介してパワ ーア ンプ 2 6に接続され、 その出力はスピ—力² 7 に接続されている。

前置ァンプ 2 4の出力端子は抵抗 2 Sを介してパ ワ ーア ンプ

2 9に接続され、 その出力はス ピーカ ³ Oに接続されている。 また、 3 1 は中音域をカ ツ 卜する帯域フ ィ ルタ 一で、 その入 力端子は前置アンプ ^{2 3} ， ^{2 4}の出力端子に接続されている。 3 2は帯域フ ィ ルタ — 3 1 の出力端子に接続された複数の位相 シ フタ —、 3 3は位相シフ タ ー 3 2 の出力端子に接続された可 変抵抗器、 3 4はバ ッ フ ァ アンプであ ]?、 その出力端子は抵抗 3 5を介してパワーア ンプ 2 6の入力端子に接続されている。 また、 バ ッ フ ァ アンプ 3 4 の出力端子は反転アンプ 3 6に接続 され、 その出力端子は抵抗 3 7を介してパワー アンプ 2 9の入 力端子へ接続されている。

以上のように構成された疑似ステレオ再生回路について以下 にその動作を説明する。

まず、 入力端子 2 O ， 2 1 のいずれか一方又は両方にモノ ラ ル信号が供給されると、 前置ア ンプ 2 3 ， 2 4でそれぞれ増幅 される o その出力はそれぞれ抵抗 2 5を介してパワーアンプ ²6， 抵抗 2 8を介してパワ ーア ンプ 2 9へ供給される。 一方、 前置 ア ンプ ^{2 3} , ²' ⁴の出力は帯域フ イ ルク 一 3 ¹ によ ]?中音域を カツ トされ、 さ らに多数の位相シフター 3 2によって位相がシ フ ト され、 可変抵抗器^{3 3}を介してバ ッ フ ァ ァ'ンプ 3 ⁴へ供給 される。 バッ フ ァ アンプ 3 4の出力は抵抗 3 5を介して前置ァ ンプ 2 3の出力と合成されてパヮ一アンプ 2 6で増幅され、 ス ピー力 ²了によ j R チ ャ ンネ ルの再生が行るわれる。

また、 バ ッ フ ァ アンプ ^{3 4} の出力は反転アンプ ^{3 6}へも供給 され、 抵抗 3 7を介して前置アンプ 2 4の出力と合成されてパ ヮ 一 ア ンプ 2 9 で増幅され、 ス ピー カ 2 了 に よ L チヤ ンネル の再生が行なわれる。

第 5図は帯域フ ィ ル タ 一 3 1 の出力を位相シフ 卜 して得られ る振幅レベルと位相を表わす特性図である。

第 6図は加算されて得られる R チ ャ ンネル、 L チ ャ ンネルそ れそれの出力の特性図である。 同相の所では加算に ¾つていて 振幅は大き く 、 逆相の所では振幅は小さ く なる。 L チ ャ ン ネルと R チャ ンネルは互いに逆相で加算しているためその振幅 • の大小の変化が逆にる つて、 その振幅差が広が 感を感じさせ る。 位相シフ タ — 3 2の段数が多いほど振幅の変化が多く ¾ ]9、 よ 効果的 ¾広が ]?感を得るこ とが出来る。

又、 帯域フ ィ ルタ — ^{3 1} によ ってカ ッ ト された周波数帯域の 5 所は加算信号が少ないため、 振幅変化が少 い。 このため人間 の音声のよ うに中域成分の多い音域では疑似ステレオ変換され ず、 人間の音声は中央に定位し、 特にアナ ウ ンサーの声 どは 明確に中央定位し、 非常に聞きやすく ¾る。

第 7図は第 2の発明の一実施例における音場再生回路プロ ッ 0 ク図である。

4 1 ， 4 2はス テ レオの各チ ャ ンネルの入力信号を増幅する 入力アンプである。 それらの.出力信号を引算回路 4 3に入力す る。 引算回路 4 3によ って検出された差信号を多段に接続され ' た位相シフタ 一 4 4に入力する。 位相 フ タ 一 4 4の出力は可5 変抵抗器 ^{4 5}によ ！） レベル調整され、 バ ッ フ ァ アンプ ^{4 6}に入 力される。 その出力の一部は、 抵抗 4 7を介して元の L チ ャ ン ネル信号に抵抗 4 8の出力側で正相でミ キシ ングされる。 一方、 バ ッ フ ァ アンプ ^{4 6} の出力の一部はィ ンバ一 タ アンプ ^{4 9}によ つて位相反転され、 抵抗 5 Oを介して元の R チ ャ ンネル信号に0 抵抗 5 1 の出力厠でミ キ シングされる。

このよ うにしてミ キシングされた信号は、 パワ ー アンプ 52， 5 3によ って増幅され、 ス ピー カ 5 4 ， 5 5 を ドライ ブする。

この時、 パ ワ ー アンプ 5 2 ， 5 3の出力端子間に B T L接続 されたス ピー カ 5 6は、 各チ ャ ンネ ルの信号 ， 差信号で ドラィ5 ブされる。 以上の動作を式を用いて説明する。 L ， Rチ ャ ンネルの信号 を引算回路で 1 0 0 %引算を行な う。 このとき 、 L ， Rチ ャ ン ネルに共通にふくまれている同じ信号を Mと し、 Lチ ャ ンネル のみに記録されている信号を とすると、 ^ とな 、 同様に Rチ ャ ンネルは R = M + r となる。 したがって引算回路 4 3の出 は L — H = M + 一 （M+ r ) = 一 1 と ¾る。 この Ά ― rの差信号を多段の位相シフ タ — 4で位相シフ 卜する。 位 相シフ トされた信号は、 可変抵抗器 4 5でレベル調整され、 元 の Lチ ャ ンネルの信号 M + に加算され、 M + + { ( £ - T ) } が得られる。 一方、 Rチ ャ ンネルには M+ r— { ( — r ) } の 信号が得られる。 { ( 一 r ) }は位相シフ タ 一 4 4を通過して いるため、 も しくは rの成分は数式上計算され い。..よ って、 £ 一 rが出力では互いに逆相にな ]?広が J 感を与える。

各パ ワ ーアンプ 5 2 ， 5 3 の出力端子間に B T L接続された ス ピー カ 5 6は

M+ +{ ( 一 r ) } -C +r-{ ( 一 r ) }〕 = 一 r+2 { ( 一r)} の信号で駆動される。 す わち、 — rの信号とと もに'、 差信 号 { ( 一 r ) }が 2倍にされた信号で ドライ ブされる。 したが つてこのス ピーカ 5 6を聴取位置のサイ ドも しくは後方に配置 する事によ って、 臨場感あふれる音場を得る事が出来る。

産業上の利用可能性 '

以上説明したよ うに本発明は、 位相シフ 卜 したモノ ラ ル信号 を L又は Rチ ャ ンネルのう ち一方の信号ライ ンのモノ ラ ル信号 と混合し、 位相シフ 卜 したモ ノ ラ ル信号を逆相にしたも のを L 又は Rチ ャ ンネルのう ち他方の信号ライ ンのモノ ラル信号と混 • 合し再生することによ ])、 高価で複雑 ¾遅延回路を用いること ¾ く安価に効果的 ¾音の広が 15感を得ることができる。 また、 ステ レオ信号の L , R チ ヤ ンネ ル信号の差信号成分を位相シフ 卜 し、 この信号を L又は R チ ャ ンネルのいずれか一方のチ ャ ン

5 ネノレの元の信号に正相で加えると ともに、 他方のチ ャ ンネ ルの 元の信号に逆相で加えることによ i 、 L , R チ ャ ンネ ル間に広 が ]9感を与えることができる。

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Claims

• 請 求 の 範 囲 '

1 . R チ ヤ ンネルおよび L チ ヤ ンネルからなるステレオ再生信 号ライ ンと、 R チ ャ ンネルまたは L チ ャ ンネ ル入力端子に入力 されたモノ ラ ル信号を位相シフ 卜する複数の位相シフ タ 一と、 前記複数の位相シフタ—によ ]?位相シフ 卜された信号を逆相に する反転アン プと、 '前記複数の位相シフターの出力信号と R チ ヤ ンネル又は L チ ヤ ンネルの うち一方の信号ライ ンのモノ ラル信 号とを合成し再生する手段と、 前記反転アンプの出力信号と H チャンネル又は L チ ヤ ンネルの他方の信号ラ イ ンのモノ ラ ル信号 とを合成し再生する手段を備えたことを特徴とする音場再生装

2。 請求の範囲第 ¹ 項において Rチ ャ ンネル又は L チ ャ ンネル 入力端子に入力されたモノ ラル信号を中音域を力 ッ トする帯域 フ ィ ルタ一を介して前記複数の位相シフ タ 一に入力することを 特徴とする音場再生装置。

3 . ステレオ信号の L ， R チ ヤ ンネル信号の差信号成分を位相 シフ タ 一によ 位相シフ ト し、 この位相シフ トされた信号を L または Rチ ヤ ンネルのいずれか一方のチ ヤ ンネルの元の信号に 正相で加えるとと もに、 他方のチ ャ ンネルの元の信号に逆相で 加えるように構成した音場再生装置。

4 . 請求の範囲第 3項において L ， Rチ ャ ンネルのパ ワ ーアン プの出力で L ， R チ ャ ンネル用のス ピーカをそれぞれ駆動する と と もに、 これらのパワーア ンプの出力の差信号で、 これらの パワ ーアンプ間に B T C接続したスピ—力を駆動するよ うに構 成した音場再生装置。