JP2002034100A - 音響効果装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クロストーク打ち消し手段の遅延時間を切り換
えることなしに、クロストーク成分をキャンセルする効
果が得られる受聴位置を拡大することができ、それによ
り音場を拡大する効果を得ることができるようにした音
響効果装置を提供する。 【解決手段】入力されたオーディオ信号に残響効果を付
加して左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネル・
オーディオ信号との２チャンネル・オーディオ信号とし
て出力する残響効果付加手段と、上記残響効果付加手段
から出力された２チャンネル・オーディオ信号を入力
し、それぞれ異なる複数の受聴位置における左スピーカ
ーから右耳へのクロストークと右スピーカーから左耳へ
のクロストークとをそれぞれキャンセルする演算処理を
施した、複数のそれぞれ異なる遅延時間の２チャンネル
遅延信号を出力する演算処理手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音響効果装置に関
し、さらに詳細には、オーディオ信号に残響効果を付加
する音響効果装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ステレオ信号などの左チャン
ネルの左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネルの
右チャンネル・オーディオ信号との２チャンネルのオー
ディオ信号（２チャンネル・オーディオ信号）を２つの
スピーカーで再生する際に、音場をより広く再生できる
ようにするために、クロストークを打ち消す手段を備え
るようにすることがしばしば行われている。

【０００３】ここで、上記したクロストークとは、左チ
ャンネルの左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネ
ルの右チャンネル・オーディオ信号との左右の２チャン
ネルのオーディオ信号を左右の２つのスピーカーで再生
する際における、右側スピーカーから左側の耳に達する
オーディオ信号ならびに左側スピーカーから右側の耳に
達するオーディオ信号を意味する。

【０００４】ところで、このようなクロストーク打ち消
し手段は、ある一点を受聴位置と想定して処理されるも
のであるので、クロストークを打ち消す効果が得られる
範囲は狭いものであった。

【０００５】その結果として、音場を拡大する効果が得
られる受聴位置が非常に狭いという問題点があった。

【０００６】そこで、上記したようなクロストークを打
ち消す効果が得られる範囲が狭いという問題点を解決す
るためのものとして、例えば、特開平２−２６０８００
号公報に開示された発明が提案されていた。

【０００７】即ち、この特開平２−２６０８００号公報
には、クロストーク成分を打ち消す効果が得られる受聴
位置を拡大して、立体音効果の得られる受聴位置を拡大
した立体音再生装置に係る発明が開示されている。具体
的には、受聴位置を複数箇所形成するようにして、キャ
ンセル信号形成手段における遅延量を切り換えるように
構成されている。

【０００８】しかしながら、上記した特開平２−２６０
８００号公報に開示された立体音再生装置に係る発明よ
っては、実際には良好な出力信号を得ることができない
ものであった。

【０００９】即ち、キャンセル信号形成手段における遅
延量を切り換えると、波形信号が不連続になってノイズ
が発生してしまうため、ノイズが発生しないようにクロ
スフェード処理を施す必要があるが、クロスフェード処
理をしてもクロスフェード処理部の不自然な変調音が生
じてしまうという不具合があった。

【００１０】また、遅延時間を時間経過で変化させる
と、再生信号の音高の変化や信号同士の干渉により、音
色の変化が生じてしまうという不具合があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、クロストーク打ち消し
手段の遅延時間を切り換えることなしに、クロストーク
成分をキャンセルする効果が得られる受聴位置を拡大す
ることができ、それにより音場を拡大する効果を得るこ
とができるようにした音響効果装置を提供しようとする
ものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、入力された
オーディオ信号に残響効果を付加して左チャンネル・オ
ーディオ信号と右チャンネル・オーディオ信号との２チ
ャンネル・オーディオ信号として出力する残響効果付加
手段と、上記残響効果付加手段から出力された２チャン
ネル・オーディオ信号を入力し、それぞれ異なる複数の
受聴位置における左スピーカーから右耳へのクロストー
クと右スピーカーから左耳へのクロストークとをそれぞ
れキャンセルする演算処理を施した、複数のそれぞれ異
なる遅延時間の２チャンネル遅延信号を出力する演算処
理手段とを有するようにしたものである。

【００１３】即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明
は、入力されたオーディオ信号に残響効果を付加する残
響効果付加手段と、クロストーク打ち消し演算処理を施
す演算処理手段と有して構成され、該クロストーク打ち
消し演算処理は、それぞれ異なる受聴位置に対応してク
ロストーク打ち消し演算が施され、時間差を有した複数
の２チャンネル・オーディオ信号を発音するようにし
て、クロストーク打ち消し効果が得られる受聴位置を広
くするようにしたものである。

【００１４】従って、本発明のうち請求項１に記載の発
明によれば、クロストーク打ち消し手段の遅延時間を切
り換えることなく、クロストーク成分をキャンセルする
効果が得られる受聴位置を拡大することができる。その
結果、音場が拡大する効果を得ることができる受聴範囲
が拡大することができる。

【００１５】ただし、その構成上、受聴位置を拡大する
ために、出力信号には遅延が付加されている。しかし、
残響効果を付与する音響効果装置として使用することに
より、受聴位置を拡大するための遅延は残響効果にマス
キングされて聴感上問題になることはない。

【００１６】また、本発明のうち請求項１に記載の発明
によれば、大きな音場の残響効果を得ることができる受
聴位置が従来の音響効果装置よりも拡大する。

【００１７】ここで、本発明のうち請求項２に記載の発
明のように、本発明のうち請求項１に記載の発明におい
て、上記演算処理手段は、上記残響効果付加手段より出
力される２チャンネル・オーディオ信号を入力して、複
数の異なる遅延時間の２チャンネル遅延信号を出力する
遅延手段と、上記遅延手段から出力された２チャンネル
遅延信号をそれぞれ人力し、それぞれ異なる所定の受聴
位置における左スピーカーから右耳へのクロストークと
右スピーカーから左耳へのクロストークとをキャンセル
する演算処理を施す複数のクロストーク打ち消し演算手
段とを有するようにしてもよい。

【００１８】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
のように、本発明のうち請求項１に記載の発明におい
て、上記演算処理手段は、上記残響効果付加手段より出
力される２チャンネル・オーディオ信号を入力して周波
数特性変化を付加するフィルタ手段と、上記複数の異な
る遅延時間の遅延と、それぞれの異なる所定の受聴位置
における左スピーカーから右耳へのクロストークと右ス
ピーカーから左耳へのクロストークとをキャンセルする
演算処理に使用する遅延との合成遅延を付与する遅延手
段とを有するようにしてもよい。

【００１９】さらに、本発明のうち請求項４に記載の発
明は、入力されたオーディオ信号に残響効果を付加して
左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネル・オーデ
ィオ信号との２チャンネル・オーディオ信号として出力
する残響効果付加手段と、上記残響効果付加手段から出
力された２チャンネル・オーディオ信号を入力し、それ
ぞれ異なる複数の受聴位置における左スピーカーから右
耳へのクロストークと右スピーカーから左耳へのクロス
トークとをそれぞれキャンセルする演算処理を施すため
の演算処理手段であって、入力された左チャンネル・オ
ーディオ信号を入力し遅延を付加して左出力信号とす
る、遅延時間Ｄ１の第１遅延手段を有した第１閉ループ
手段と、入力された右チャンネル・オーディオ信号を入
力し遅延を付加して右出力信号とする、遅延時間Ｄ２の
第２遅延手段を有した第２閉ループ手段と、上記入力さ
れた右チャンネル・オーディオ信号に周波数特性変化を
付加する第１フィルタ手段と、上記第１フィルタ手段に
より周波数特性変化が付加された右チャンネル・オーデ
ィオ信号に遅延を付加して上記左出力信号に合成する、
遅延時間Ｄ３の第３遅延手段を有した第３閉ループ手段
と、上記入力された左チャンネル・オーディオ信号に周
波数特性変化を付加する第２フィルタ手段と、上記第２
フィルタ手段により周波数特性変化が付加された左チャ
ンネル・オーディオ信号に遅延を付加して上記右出力信
号に合成する、遅延時間Ｄ４の第４遅延手段を有した第
４閉ループ手段とを有して構成され、上記各遅延手段の
各遅延時間は、Ｄ４＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ３ または Ｄ３
＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ４である演算処理手段とを有するよう
にしたものである。

【００２０】即ち、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、演算処理手段におけるクロストーク打ち消し演算処
理の手段として、「発明の実施の形態」の項において説
明する図８に示すように、遅延手段と乗算手段とを有し
た閉ループ手段で構成することにより、本発明のうち請
求項１に記載の発明の演算処理手段に比較して簡単な構
成とすることができる。

【００２１】また、この本発明のうち請求項４に記載の
発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明と同様に、
残響効果を付与する音響効果装置として使用することに
より、受聴位置を拡大する処理における遅延は残響効果
にマスキングされて聴感上問題になることはない。

【００２２】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
によれば、大きな音場の残響効果を得ることができる受
聴位置が従来の音響効果装置よりも拡大する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明による音響効果装置の実施の形態の一例を詳
細に説明する。

【００２４】なお、以下に説明する各図においてそれぞ
れ共通して使用される符号（参照数字や各種の記号を含
む。）は、それぞれ同一の内容を意味するものとする。

【００２５】図１は、本発明による音響効果装置の実施
の形態の一例の全体の構成を示すブロック構成図であ
る。

【００２６】即ち、この音響効果装置１０は、残響効果
付加手段１２と、演算処理手段１４と、左スピーカー１
６と、右スピーカー１８とを有して構成されている。

【００２７】なお、上記した残響効果付加手段１２と演
算処理手段１４とは、デジタル・シグナル・プロセッサ
（ＤＳＰ）により構成されるものであり、本発明による
音響効果装置は、ソフトウェアにより実現されるもので
ある。

【００２８】図１において、符号ＰＬは左チャンネル・
オーディオ信号を表し、符号ＰＲは右チャンネル・オー
ディオ信号を表し、符号ＳＬはクロストーク打ち消し手
段から出力される左チャンネルの左チャンネル・オーデ
ィオ信号を表し、符号ＳＲは右チャンネルの右チャンネ
ル・オーディオ信号を表している。

【００２９】ここで、本発明の理解を容易にするため
に、図２乃至図３を参照しながら、従来より公知のクロ
ストーク打ち消し演算の一例を説明する。なお、図２
は、従来より公知のクロストーク打ち消し演算手段によ
るクロストーク打ち消し処理の原理を示す説明図であ
り、また、図３は、図２に示すクロストーク打ち消し演
算手段の具体的な構成を示すブロック構成図である。

【００３０】なお、「ＨＥＬ」は、左スピーカー４０２
を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの左耳までの伝
達関数であり、また、「ＨＸＬ」は、左スピーカー４０
２を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの右耳までの
伝達関数であり、また、「ＨＸＲ」は、右スピーカー４
０４を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの左耳まで
の伝達関数であり、また、「ＨＥＲ」は、右スピーカー
４０４を含め受聴位置ＬＰに存在する受聴者Ｍの右耳ま
での伝達関数である。

【００３１】即ち、従来より公知のクロストーク打ち消
し演算においては、図２示すように、受聴位置ＬＰを予
め決定しておき、２チャンネル・ステレオ信号（ダミー
ヘッドを使って録音したようなバイノーラル信号も含
む。）である左チャンネル・オーディオ信号ＰＬと右チ
ャンネル・オーディオ信号ＰＲとを、左スピーカーと右
スピーカーとの２つのスピーカーで再生したときに、右
スピーカーから左の耳に伝達関数ＨＸＬで達するオーデ
ィオ信号および左スピーカーから右の耳に伝達関数ＨＸ
Ｒで達するオーディオ信号を打ち消す処理を行うもので
ある。

【００３２】つまり、クロストーク打ち消し演算手段４
００において左チャンネル・オーディオ信号ＳＬおよび
右チャンネル・オーディオ信号ＳＲを生成し、左スピー
カー４０２と右スピーカー４０４とを介して放音する
と、予め決められた受聴位置ＬＰではクロストーク成分
が打ち消される。

【００３３】次に、図４には、本発明による音響効果装
置における受聴位置の変化の例を示している。

【００３４】この図４に示す説明図は、クロストーク打
ち消し演算が干渉しない程度の短い遅延時間で、受聴位
置を各受聴位置ＬＰ０，ＬＰ１，ＬＰ２，・・・と左か
ら右に順次移動させる状態を示している。

【００３５】図４においては、受聴位置をＬＰ０〜ＬＰ
４の５点しか示していないが、実際にはもっと多くの受
聴位置を設定しても良い。

【００３６】次に、図５には、本発明による音響効果装
置１０における演算処理手段１４の第１の構成例を表す
ブロック構成図が示されている。

【００３７】即ち、この第１の構成例においては、演算
処理手段１４は、受聴位置ＬＰ０，ＬＰ１，・・・，Ｌ
Ｐｎに対応したクロストーク打ち消し演算手段ＸＴＣ
０，ＸＴＣ１，・・・，ＸＴＣｎを備えている（ｎは、
「０」を含む正の整数である。）。

【００３８】これらクロストーク打ち消し演算手段ＸＴ
Ｃ０，ＸＴＣ１，・・・，ＸＴＣｎの前段には、左チャ
ンネル・オーディオ信号ＰＬが入力される第１遅延手段
１０１と、右チャンネル・オーディオ信号ＰＲが入力さ
れる第２遅延手段１０２とが設けられている。

【００３９】そして、なお、第１遅延手段１０１は各受
聴位置毎に遅延ｄＬ０，ｄＬ１，・・・ｄＬｎを付加
し、第２遅延手段１０２は各受聴位置毎に遅延ｄＲ０，
ｄＲ１・・・，ｄＲｎを付加している。

【００４０】なお、受聴位置によっては、「−ＨＸＲｎ
／ＨＥＬｎ」、「一ＨＸＬｎ／ＨＥＲｎ」の遅延が負に
なる場合があるので、その場合はバイパス経路の遅延ｄ
ＢＬ０，・・・，ｄＢＬｎならびに遅延ｄＢＲ０，・・
・，ｄＢＲｎを挿入する。

【００４１】ここで、各遅延時間は、「ｄＬ０＝ｄＲ
０」、「ｄＬ１＝ｄＲ１」，・・・，「ｄＬｎ＝ｄＲ
ｎ」に設定されている。

【００４２】なお、受聴位置は、図４を参照しながら左
から右に順次移動するものとして説明したが、クロスト
ーク打ち消し演算手段ＸＴＣ０，・・・ＸＴＣｎはそれ
ぞれ独立して設けられているため、図４のように受聴位
置が順番に隣に変化するものでなくても良い。即ち、受
聴位置は、任意の順番および位置に変化させることがで
きるものである。

【００４３】次に、図６に示す本発明による音響効果装
置１０における動作を示すタイミングチャートを参照し
ながら、音響効果装置１０における動作を詳細に説明す
る。

【００４４】まず、打ち消し信号が無い場合の各スピー
カーからの出力が示されている。図６（ａ）には左スピ
ーカー１６の出力が示されており、図６（ｃ）には右ス
ピーカー１８の出力が示されている。

【００４５】ここで、受聴位置がＤ１（＝Ｄ２）の時間
間隔で図４に示すようにＬＰ０，ＬＰ１，ＬＰ２，・・
・と順次移動した場合に、インパルスをＤ１（＝Ｄ２）
の遅延で順次繰り返し発音するとき、左耳で受ける音信
号は図６（ｅ）に示すようなものとなり、右耳で受ける
音信号は図６（ｆ）に示すようなものになる。

【００４６】図６（ｅ）に示す音信号のうち、Ｒ０，Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がクロストーク信号である。ま
た、図６（ｆ）に示す音信号のうち、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４がクロストーク信号である。

【００４７】これらのクロストーク信号を打ち消すため
には、左耳打ち消し信号として図６（ｂ）に示すような
信号の逆の位相の信号を左スピーカーから出力するとと
もに、右耳打ち消し信号として図６（ｄ）に示すような
信号の逆の位相の信号を右スピーカーから出力するよう
にすればよい。

【００４８】次に、図７には、本発明による音響効果装
置１０における演算処理手段１４の第２の構成例を表す
ブロック構成図が示されている。

【００４９】即ち、この第２の構成例においては、演算
処理手段１４は、残響効果付加手段１２から出力された
右チャンネル・オーディオ信号ＰＲを入力し、当該入力
した右チャンネル・オーディオ信号ＰＲに「−ＨＸＲ／
ＨＥＬ」により決定される周波数特性の変化を付加する
−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部２０１と、残響効果付加
手段１２から出力された左チャンネル・オーディオ信号
ＰＬを入力し、当該入力した左チャンネル・オーディオ
信号ＰＬに「−ＨＸＬ／ＨＥＲ」により決定される周波
数特性の変化を付加する−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部
２０２と、左チャンネル・オーディオ信号ＰＬが入力さ
れる第１遅延手段２１１と、右チャンネル・オーディオ
信号ＰＲが入力される第２遅延手段２１２と、−ＨＸＲ
／ＨＥＬのフィルタ部２０１から出力された信号が入力
される第３遅延手段２１３と、−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィ
ルタ部２０２から出力された信号が入力される第４遅延
手段２１４とを有している。

【００５０】なお、第１遅延手段２１１は各受聴位置毎
に遅延ｄｌ０，ｄｌ１，・・・ｄｌｎを付加し、第２遅
延手段２１２は各受聴位置毎に遅延ｄｒ０，ｄｒ１，・
・・ｄｒｎを付加し、第３遅延手段２１３は各受聴位置
毎に遅延ｄｘｌ０，ｄｘｌ１・・・，ｄｘｌｎを付加
し、第４遅延手段２１４は各受聴位置毎に遅延ｄｘｒ
０，ｄｘｒ１・・・，ｄｘｒｎを付加している。

【００５１】ここで、受聴位置による音色変化を付与す
る−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部２０１ならびに−ＨＸ
Ｌ／ＨＥＲのフィルタ部２０２に関しては、ある一点の
値で代表させておき（従って、この構成によれば受聴位
置による音色変化は付与されない。）、クロストーク打
ち消し演算は遅延成分のみに基づいて行うようにして、
処理を簡略化している。

【００５２】この図７に示す演算処理手段１４の第２の
構成例によれば、上記したような図６（ａ）に示す信号
と図６（ｂ）に示す信号の逆の位相の信号とを合成した
信号を左スピーカー１６から出力することができ、ま
た、図６（ｃ）に示す信号と図６（ｄ）に示す信号の逆
の位相の信号とを合成した信号を右スピーカー１８から
出力できるようになる。

【００５３】ここで、各遅延手段における出力への乗数
は、遅延時間が大きくなるに連れて小さくなるようにす
れば、時間経過で次第に音量が小さくなる自然な信号を
得ることができる。そして、これら乗数は、適宜に実験
などを行って、最も好ましい値を決定すればよい。

【００５４】なお、上記した説明においては、受聴位置
が左から右に移動するように設定しているが、受聴位置
が右から左に移動するように設定してもよい。

【００５５】次に、図８には、本発明による音響効果装
置１０における演算処理手段１４の第３の構成例を表す
ブロック構成図が示されている。

【００５６】即ち、この第３の構成例においては、演算
処理手段１４は、残響効果付加手段１２から出力された
右チャンネル・オーディオ信号ＰＲを入力し、当該入力
した右チャンネル・オーディオ信号ＰＲに「−ＨＸＲ／
ＨＥＬ」により決定される周波数特性の変化を付加する
−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部３０１と、残響効果付加
手段１２から出力された左チャンネル・オーディオ信号
ＰＬを入力し、当該入力した左チャンネル・オーディオ
信号ＰＬに「−ＨＸＬ／ＨＥＲ」により決定される周波
数特性の変化を付加する−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部
３０２と、左チャンネル・オーディオ信号ＰＬが入力さ
れる第１遅延手段３１１を備えた第１閉ループ３２１
と、右チャンネル・オーディオ信号ＰＲが入力される第
２遅延手段３１２を備えた第２閉ループ３２２と、−Ｈ
ＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部３０１から出力された信号が
入力される第３遅延手段３１３を備えた第３閉ループ３
２３と、−ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部３０２から出力
された信号が入力される第４遅延手段３１４を備えた第
４閉ループ３２４とを有している。

【００５７】このこの第３の構成例においても、上記し
た第２の構成例と同様に、受聴位置による音色変化を付
与する−ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部３０１ならびに−
ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部３０２に関しては、ある一
点の値で代表させておき（従って、この構成によれば受
聴位置による音色変化は付与されない。）、クロストー
ク打ち消し演算は遅延成分のみに基づいて行うようにし
て、処理を簡略化している。

【００５８】ただし、第１遅延手段３１１を備えた第１
閉ループ３２１、第２遅延手段３１２を備えた第２閉ル
ープ３２２、第３遅延手段３１３を備えた第３閉ループ
３２３ならびに第４遅延手段３１４を備えた第４閉ルー
プ３２４を使用することにより、図７に示す第１遅延手
段２１１乃至第４遅延手段２１４より小さな構成の遅延
手段によって演算処理手段１４を構成することができ、
演算処理手段１４の構成が簡単になる。

【００５９】この図８に示す演算処理手段１４の第３の
構成例によれば、上記したような図６（ａ）に示す信号
と図６（ｂ）に示す信号の逆の位相の信号とを合成した
信号を左スピーカー１６から出力することができ、ま
た、図６（ｃ）に示す信号と図６（ｄ）に示す信号の逆
の位相の信号とを合成した信号を右スピーカー１８から
出力できるようになる。

【００６０】ここで、図６（ａ）に示す左スピーカー出
力が時間Ｄ１の周期で発生され、図６（ｃ）に示す右ス
ピーカー出力が時間Ｄ２の周期で発生され、図６（ｂ）
に示す左耳打ち消し信号が時間Ｄ３の周期で発生され、
図６（ｄ）に示す右耳打ち消し信号が時間Ｄ４の周期で
発生されるように構成されている。

【００６１】さらに、受聴位置ＬＰが左から右に移動す
る場合には、それぞれの遅延時間は、 Ｄ４＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ３ のような関係に設定される。

【００６２】また、受聴位置ＬＰが右から左に移動する
場合には、それぞれの遅延時間は、 Ｄ３＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ４ のような関係に設定される。

【００６３】なお、図８に示すように遅延手段を閉ルー
プで構成する場合には、図６（ｂ）におけるＸＬ０，Ｘ
Ｌ１，ＸＬ２，・・・は時間Ｄ３の周期で、また、図６
（ｄ）におけるＸＲ０，ＸＲ１，ＸＲ２，・・・は時間
Ｄ４の周期で、それぞれ周期的な関係で信号が出力され
ることになるが、このような関係となるのは受聴位置Ｌ
Ｐがある特定の経路で特定の移動をする場合である。以
下、その一例について、さらに詳細に説明する。

【００６４】まず、図９において、受聴位置ＬＰは頭部
の真中であるとし、頭部の径に比べてスピーカーまでの
距離が十分大きいと仮定すると、スピーカーからの音波
は平面波とすることができる。

【００６５】また、左耳と右耳とのそれぞれと頭部の中
心との距離をＲｈとし、正面方向を基準として、スピー
カーからの音波の入射を左方向が正で右方向が負の値で
あるφとし、スピーカーから受聴位置ＬＰまでの距離を
ｒとすると、スピーカーから左耳までの距離ｒＬＬは、 ｒＬＬ＝ｒ−Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となり、スピーカーから右耳までの距離ｒＬＲは、 ｒＬＲ＝ｒ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となる。

【００６６】ここで、図１０に示すように、受聴位置Ｌ
Ｐは、間隔Ｌｓを開けて配置された左スピーカー１６と
右スピーカー１８とを通る円周上を移動するものとす
る。

【００６７】また、頭部は、左スピーカー１６と右スピ
ーカー１８とを通る線分の垂直二等分線（以下、「中心
線」と適宜に称する。）と、左スピーカー１６と右スピ
ーカー１８とを通る線分を境界として受聴位置ＬＰが位
置する側とは反対側の円周との交点の方向を向いている
ものとし、頭部の方向と中心線とのなす角度をαとす
る。そして、図１０において、受聴位置ＬＰが中心線の
左側に位置する場合のαを正とし、受聴位置ＬＰが中心
線の右側に位置する場合のαを負として表す。

【００６８】このとき、受聴位置ＬＰでのスピーカーと
の角度φは、正弦定理よりαが変化しても変化しない。

【００６９】余弦定理を用いて、左スピーカー１６から
受聴位置ＬＰまでの距離ｒＬを求めると、 ｒＬ＝Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ＋α）＋ｒＲ×ｃｏｓ
（２φ） となり、同様にして、右スピーカー１８から受聴位置Ｌ
Ｐまでの距離ｒＲを求めると、 ｒＲ＝Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ−α）＋ｒＬ×ｃｏｓ
（２φ） となる。

【００７０】上記した各式より、左スピーカー１６から
左耳までの距離ｒＬＬは、 ｒＬＬ＝ｒＬ−Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となり、同様にして、左スピーカー１６から右耳までの
距離ｒＬＲは、 ｒＬＲ＝ｒＬ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となり、同様にして、右スピーカー１８から右耳までの
距離ｒＲＲは、 ｒＲＲ＝ｒＲ−Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となり、同様にして、右スピーカー１８から左耳までの
距離ｒＲＬは、 ｒＲＬ＝ｒＲ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となる。

【００７１】上記した式より、右スピーカー１８から左
耳へのクロストーク信号のキャンセル信号を生成するた
めの遅延値に当る距離となる（ｒＲＬ−ｒＬＬ）を求め
ると、 ｒＲＬ−ｒＬＬ＝ｒＲ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）−ｒＬ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝ｒＲ−ｒＬ＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ−α）−Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２ −φ＋α）｝／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝Ｌｓ×｛ｓｉｎ（φ＋α）−ｓｉｎ（φ−α）｝／｛１＋ ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ（ ２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となる。

【００７２】この遅延成分は、図３に示すブロック構成
図においては、右スピーカー１８から左耳へのクロスト
ーク信号のキャンセル信号を生成する伝達関数−ＨＸＲ
／ＨＥＬの部分に相当する。そして、この遅延成分をＤ
３とする。

【００７３】即ち、 Ｄ３＝２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋ ２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ・・・ 式（１） とする。

【００７４】同様に、左スピーカー１６から右耳へのク
ロストーク信号のキャンセル信号を生成するための遅延
値に当る距離となる（ｒＬＲ−ｒＲＲ）を求めると、 ｒＬＲ−ｒＲＲ＝ｒＬ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ）−ｒＲ＋Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝ｒＬ−ｒＲ＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝｛Ｌｓ×ｃｏｓ（π／２−φ＋α）−Ｌｓ×ｃｏｓ（π／ ２−φ−α）｝／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝Ｌｓ×｛ｓｉｎ（φ−α）−ｓｉｎ（φ＋α）｝／｛１＋ ｃｏｓ（２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ＝−２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ （２φ）｝＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） となる。

【００７５】この遅延成分は、図３に示すブロック構成
図においては、左スピーカー１６から右耳へのクロスト
ーク信号のキャンセル信号を生成する伝達関数−ＨＸＬ
／ＨＥＲの部分に相当する。そして、この遅延成分をＤ
４とする。

【００７６】即ち、 Ｄ４＝−２×Ｌｓ×ｓｉｎ（α）×ｃｏｓ（φ）／｛１＋ｃｏｓ（２φ）｝ ＋２×Ｒｈ×ｓｉｎ（φ） ・・・ 式（２） とする。

【００７７】次に、上記した式（１）ならびに式（２）
の右辺におけるｓｉｎ（α）以外の項が定数なので、定
数Ａと定数Ｂとで置き換えると、 Ｄ３＝Ａ×ｓｉｎ（α）＋Ｂ Ｄ４＝−Ａ×ｓｉｎ（α）＋Ｂ となる。

【００７８】それぞれの受聴位置ＬＰ０，ＬＰ１，ＬＰ
２，ＬＰ３，ＬＰ４における角度αをそれぞれでα０，
α１，α２，α３，α４とすると、各受聴位置での遅延
は、以下に示すようになる。

【００７９】即ち、 （１）受聴位置ＬＰ０での遅延 Ｄ３（０）＝Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ Ｄ４（０）＝−Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ （２）受聴位置ＬＰ１での遅延 Ｄ３（１）＝Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ Ｄ４（１）＝−Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ （３）受聴位置ＬＰ２での遅延 Ｄ３（２）＝Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ Ｄ４（２）＝−Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ （４）受聴位置ＬＰ３での遅延 Ｄ３（３）＝Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ Ｄ４（３）＝−Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ （５）受聴位置ＬＰ４での遅延 Ｄ３（４）＝Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ Ｄ４（４）＝−Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ となる。

【００８０】同時に、それぞれの受聴位置毎に同じ遅延
時間Ｄごと増加する遅延を付加するものとし、図３にお
いて、入力信号（左チャンネル・オーディオ信号ＰＬ）
から出力信号（左チャンネル・オーディオ信号ＳＬ）へ
付加する遅延をＤ１とし、入力信号（右チャンネル・オ
ーディオ信号ＰＲ）から出力信号（右チャンネル・オー
ディオ信号ＳＲ）へ付加する遅延をＤ２とすると、 （１）受聴位置ＬＰ０での遅延 Ｄ１（０）＝０ Ｄ３（０）＝Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ Ｄ４（０）＝−Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ Ｄ２（０）＝０ （２）受聴位置ＬＰ１での遅延 Ｄ１（１）＝Ｄ Ｄ３（１）＝Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ＋Ｄ Ｄ４（１）＝−Ａ×ｓｉｎ（α１）＋Ｂ＋Ｄ Ｄ２（１）＝Ｄ （３）受聴位置ＬＰ２での遅延 Ｄ１（２）＝Ｄ＋Ｄ Ｄ３（２）＝Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ Ｄ４（２）＝−Ａ×ｓｉｎ（α２）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ Ｄ２（２）＝Ｄ＋Ｄ （４）受聴位置ＬＰ３での遅延 Ｄ１（３）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ Ｄ３（３）＝Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ Ｄ４（３）＝−Ａ×ｓｉｎ（α３）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ Ｄ２（３）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ （５）受聴位置ＬＰ４での遅延 Ｄ１（４）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ Ｄ３（４）＝Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ Ｄ４（４）＝−Ａ×ｓｉｎ（α４）＋Ｂ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋
Ｄ Ｄ２（４）＝Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＋Ｄ となる。

【００８１】以上に説明したことから、Ｄ１とＤ２とに
関しては、次に示すように遅延時間が変化するものであ
る。

【００８２】Ｄ１（ｎ）＝Ｄ２（ｎ）＝ｎ×Ｄ （ｎ
は、「０」を含む正の整数である。）。

【００８３】また、Ｄ３については、 Ｄ３（１）−Ｄ３（０）＝Ａ｛ｓｉｎ（α１）−ｓｉｎ（α０）｝＋Ｄ Ｄ３（２）−Ｄ３（１）＝Ａ｛ｓｉｎ（α２）−ｓｉｎ（α１）｝＋Ｄ Ｄ３（３）−Ｄ３（２）＝Ａ｛ｓｉｎ（α３）−ｓｉｎ（α２）｝＋Ｄ Ｄ３（４）−Ｄ３（３）＝Ａ｛ｓｉｎ（α４）−ｓｉｎ（α３）｝＋Ｄ となる。

【００８４】そこで、 ｓｉｎ（α１）−ｓｉｎ（α０）＝ｓｉｎ（α２）−ｓ
ｉｎ（α１）＝ｓｉｎ（α３）−ｓｉｎ（α２）＝ｓｉ
ｎ（α４）−ｓｉｎ（α３）＝Ｋ （Ｋは定数） と、一定値Ｋで変化するように各αｎを設定すると、 Ｄ３（ｎ）＝｛Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ｝＋ｎ（Ａ×Ｋ
＋Ｄ） と式を変形できる。

【００８５】さらに、Ｄ４については、 Ｄ４（１）−Ｄ４（０）＝Ａ｛ｓｉｎ（α０）−ｓｉｎ（α１）｝＋Ｄ Ｄ４（２）−Ｄ４（１）＝Ａ｛ｓｉｎ（α１）−ｓｉｎ（α２）｝＋Ｄ Ｄ４（３）−Ｄ４（２）＝Ａ｛ｓｉｎ（α２）−ｓｉｎ（α３）｝＋Ｄ Ｄ４（４）−Ｄ４（３）＝Ａ｛ｓｉｎ（α３）−ｓｉｎ（α４）｝＋Ｄ となる。

【００８６】そこで、 ｓｉｎ（α０）−ｓｉｎ（α１）＝ｓｉｎ（α１）−ｓ
ｉｎ（α２）＝ｓｉｎ（α２）−ｓｉｎ（α３）＝ｓｉ
ｎ（α３）一ｓｉｎ（α４）＝−Ｋ （Ｋは定数） と、一定値Ｋで変化するように各αｎを設定すると、 Ｄ４（ｎ）＝｛−Ａ×ｓｉｎ（α０）＋Ｂ｝＋ｎ｛Ａ×
（−Ｋ）＋Ｄ｝ と式を変形することができる。

【００８７】以上において説明したことから、ｎが１増
加する毎に等差で変化しており、遅延手段を備えた閉ル
ープで構成することができることが分かるものである。

【００８８】ここで、ｎを閉ループを巡回する回数と
し、図８において、閉ループの遅延Ｄ１，Ｄ２の遅延値
をＤになるようにし、遅延Ｄ３の遅延を（Ａ×Ｋ＋Ｄ）
になるようにし、遅延Ｄ４の遅延を｛Ａ×（−Ｋ）＋
Ｄ｝になるようにすると、図１０の円周上の受聴位置Ｌ
Ｐｎが順次移動するようなクロスフェード打ち消し演算
手段を形成することができる。

【００８９】なお、遅延Ｄ１，Ｄ２は、「ｎ＝０」のと
きは便宜的に０としたが、受聴位置ＬＰ０によってはＤ
３（０）またはＤ４（０）が負になる場合が有るので、
その場合はＤ３（０）またはＤ４（０）が正になるよう
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に一定値を加算する。つまり、
遅延手段の中間タップから出力するようにすればよい。

【００９０】なお、特開平２−２６０８００号公報に開
示されたものは、音高が変化したり不自然な変調音が生
じるものであるが、図１の残響効果付加手段１２の代わ
りにコーラス効果を付加する効果手段など、変調による
効果を付加するものとすると、上記した欠点はそれほど
気にならなくなる。そのときは、演算処理手段１４は、
図１１に示すような構成としてもよい。

【００９１】そして、変調波発生手段より発生される変
調信号により、遅延や係数を変調することにより受聴位
置を変化させている。

【００９２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、クロストーク打ち消し手段の遅延時間を切
り換えることなしに、クロストーク成分をキャンセルす
る効果が得られる受聴位置を拡大することができ、それ
により音場を拡大する効果を得ることができるようにし
た音響効果装置を提供することができるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による音響効果装置の実施の形態の一例
の全体の構成を示すブロック構成図である。

【図２】従来より公知のクロストーク打ち消し演算手段
によるクロストーク打ち消し処理の原理を示す説明図で
ある。

【図３】図２に示すクロストーク打ち消し演算手段の具
体的な構成を示すブロック構成図である。

【図４】本発明による音響効果装置における受聴位置の
変化の例を示す説明図である。

【図５】本発明による音響効果装置における演算処理手
段の第１の構成例を表すブロック構成図である。

【図６】本発明による音響効果装置における動作を示す
タイミングチャートである。

【図７】本発明による音響効果装置における演算処理手
段の第２の構成例を表すブロック構成図である。

【図８】本発明による音響効果装置における演算処理手
段の第３の構成例を表すブロック構成図である。

【図９】受聴位置とスピーカーとの位置関係を説明する
ための説明図である。

【図１０】受聴位置とスピーカーとの位置関係を説明す
るための説明図である。

【図１１】本発明による音響効果装置における演算処理
手段の他の構成例を表すブロック構成図である。

【符号の説明】

１０ 音響効果装置 １２ 残響効果付加手段 １４ 演算処理手段 １６、４０２ 左スピーカー １８、４０４ 右スピーカー １０１ 第１遅延手段 １０２ 第２遅延手段 ２０１、３０１ −ＨＸＲ／ＨＥＬのフィルタ部 ２０２、３０２ −ＨＸＬ／ＨＥＲのフィルタ部 ２１１、３１１ 第１遅延手段 ２１２、３１２ 第２遅延手段 ２１３、３１３ 第３遅延手段 ２１４、３１４ 第４遅延手段 ３２１ 第１閉ループ ３２２ 第２閉ループ ３２３ 第３閉ループ ３２４ 第４閉ループ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたオーディオ信号に残響効果を
   付加して左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネル
   ・オーディオ信号との２チャンネル・オーディオ信号と
   して出力する残響効果付加手段と、 前記残響効果付加手段から出力された２チャンネル・オ
   ーディオ信号を入力し、それぞれ異なる複数の受聴位置
   における左スピーカーから右耳へのクロストークと右ス
   ピーカーから左耳へのクロストークとをそれぞれキャン
   セルする演算処理を施した、複数のそれぞれ異なる遅延
   時間の２チャンネル遅延信号を出力する演算処理手段と
   を有する音響効果装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の音響効果装置におい
   て、 前記演算処理手段は、 前記残響効果付加手段より出力される２チャンネル・オ
   ーディオ信号を入力して、複数の異なる遅延時間の２チ
   ャンネル遅延信号を出力する遅延手段と、 前記遅延手段から出力された２チャンネル遅延信号をそ
   れぞれ人力し、それぞれ異なる所定の受聴位置における
   左スピーカーから右耳へのクロストークと右スピーカー
   から左耳へのクロストークとをキャンセルする演算処理
   を施す複数のクロストーク打ち消し演算手段とを有する
   音響効果装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の音響効果装置におい
   て、 前記演算処理手段は、 前記残響効果付加手段より出力される２チャンネル・オ
   ーディオ信号を入力して周波数特性変化を付加するフィ
   ルタ手段と、 前記複数の異なる遅延時間の遅延と、それぞれの異なる
   所定の受聴位置における左スピーカーから右耳へのクロ
   ストークと右スピーカーから左耳へのクロストークとを
   キャンセルする演算処理に使用する遅延との合成遅延を
   付与する遅延手段とを有する音響効果装置。
4. 【請求項４】 入力されたオーディオ信号に残響効果を
   付加して左チャンネル・オーディオ信号と右チャンネル
   ・オーディオ信号との２チャンネル・オーディオ信号と
   して出力する残響効果付加手段と、 前記残響効果付加手段から出力された２チャンネル・オ
   ーディオ信号を入力し、それぞれ異なる複数の受聴位置
   における左スピーカーから右耳へのクロストークと右ス
   ピーカーから左耳へのクロストークとをそれぞれキャン
   セルする演算処理を施すための演算処理手段であって、 入力された左チャンネル・オーディオ信号を入力し遅延
   を付加して左出力信号とする、遅延時間Ｄ１の第１遅延
   手段を有した第１閉ループ手段と、 入力された右チャンネル・オーディオ信号を入力し遅延
   を付加して右出力信号とする、遅延時間Ｄ２の第２遅延
   手段を有した第２閉ループ手段と、 前記入力された右チャンネル・オーディオ信号に周波数
   特性変化を付加する第１フィルタ手段と、前記第１フィ
   ルタ手段により周波数特性変化が付加された右チャンネ
   ル・オーディオ信号に遅延を付加して前記左出力信号に
   合成する、遅延時間Ｄ３の第３遅延手段を有した第３閉
   ループ手段と、 前記入力された左チャンネル・オーディオ信号に周波数
   特性変化を付加する第２フィルタ手段と、前記第２フィ
   ルタ手段により周波数特性変化が付加された左チャンネ
   ル・オーディオ信号に遅延を付加して前記右出力信号に
   合成する、遅延時間Ｄ４の第４遅延手段を有した第４閉
   ループ手段とを有して構成され、前記各遅延手段の各遅
   延時間は、 Ｄ４＞Ｄ１＝Ｄ２＞Ｄ３ または Ｄ３＞Ｄ１＝Ｄ２＞
   Ｄ４ である演算処理手段とを有する音響効果装置。