JP2002374599A - 音響再生装置及び立体音響再生装置 - Google Patents
音響再生装置及び立体音響再生装置Info
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Abstract
行うことを目的とする。 【解決手段】 遅延素子161〜16Nは、音源信号S
に対して、所定の遅延を与え、更に、増幅器181〜1
8Nで増幅されて、スピーカ191〜19Nから出力さ
れた音波が、空間のある位置に焦点を結ぶようにする。
また、位相制御素子171〜17Nは、音源信号Sに対
して、所定の移相を与え、更に、増幅器181〜18N
で増幅されたそれらの信号の和がゼロとなるようにす
る。これにより、焦点位置に、スピーカ191〜19N
からの音波が集まるが、それらが打ち消し合うので、焦
点位置における音源信号3の直接音のエネルギーはゼロ
である。間接音のみを聴取することができる。この間接
音は、室が作り出したもので人工的に遅延素子や残響付
加装置で作り出したものと比べ自然さが損なわれること
無く、聴取者に間接音のエネルギーを高めた音を聞かせ
ることができる。
Description
立体音響再生装置に関し、特に自然な間接音を生成し、
自然な距離感制御を可能とした音響再生装置及び立体音
響再生装置に関する。
ては、例えば、以下に示す四つの技術がある。
を付加する残響付加装置を使用して残響を加えることに
よって音像の距離感を制御する技術がある。
置1は、遅延素子21〜2L(Lは、2以上の自然数で
ある。)から構成されている。残響付加装置1は、音源
信号を遅延させて残響信号(間接音に相当する。)を生
成するものである。入力端子INに印加された音源信号
Sが遅延素子21によってτ1だけ遅延されてSτ1と
なり、音源信号Sが遅延素子22によってτ2だけ遅延
されてSτ2となり、・・・音源信号Sが遅延素子2L
によってτLだけ遅延されるSτLとなる。遅延素子2
1〜2Lの遅延量を適宜選択することにより、残響付加
装置1の出力S 0は、 S0=Sτ1+Sτ2+・・・SτL となる。このS0は、擬似的な残響信号であり、可変抵
抗器6により、残響信号のレベルとなるように、S0’
に調整されて、加算器3に印加される。
残響信号S0’が加算され、「S+S0’」が増幅器4
で増幅されて、スピーカ5を駆動する。
制御することにより、音像の距離感を制御できる。図1
では、可変抵抗器6を制御することにより、音像の距離
感を制御している。
数を模擬して音像の距離感を制御する技術がある。
るが、知覚される音波は聴取者の頭の形状を反映したも
のであり、この特性を表したものが頭部伝達関数であ
る。
の鼓膜の間を伝播する音波の周波数特性などの伝達特性
を示したものであり、聴取者の音像に対する距離感や方
向感を示したものと考えることができる。
することによって、聴取者の音像に対する距離感を制御
することができる。
ルステレオを使用して左右のスピーカから出力される音
波の位相を反転させることによって、音像の距離感を作
り出す技術がある。
ように、特開平9−121400に記載された技術があ
る。この技術は、可変抵抗器13、電気系統14及びス
ピーカ111〜11K(Kは、2以上の自然数である。)
から構成されている。電気系統14は、遅延素子群15
1、152、加算器101〜10K、増幅器91〜9 K
を有している。
〜7Kを有し、入力端子INに印加された音源信号Sに
対して、それぞれの焦点用遅延素子71〜7Kにより、
所定の遅延を与え、スピーカ111〜11Kから出力さ
れた音波が、空間のある位置に焦点を結ぶようにする。
このように焦点用遅延素子71〜7Kの遅延量が設定さ
れているので、音源信号Sのうち、遅延素子群151を
経由した音波は、空間のある位置に焦点を結ぶ。これに
より、焦点位置に、音源信号Sの直接音を与えることが
できる。
〜8Kを有し、入力端子INに印加された音源信号Sを
それぞれの遅延素子81〜8Kで、例えば、ランダムに
遅延を与える。遅延素子81〜8Kにより、それぞれ、
遅延された音源信号Sは、増幅器91〜9Kで増幅され
て、スピーカ111〜11Kに印加されるが、スピーカ
111〜11Kから出力された音波は、遅延素子81〜
8Kの遅延がランダムであるので、空間のある位置に焦
点を結ぶことはない。これにより、焦点位置には、音源
信号がランダムに遅延されて到達するので、焦点位置に
擬似的に、関接音(図1の残響音に相当する。)を与え
ることができる。
加算器101〜10K、増幅器91〜9K及びスピーカ
111〜11Kから構成されている信号の系統を直接音
用系統と表現し、回線13b、遅延素子群152、加算
器101〜10K、増幅器9 1〜9K及びスピーカ11
1〜11Kから構成されている信号の系統を間接音用系
統と表現すると、直接音用系統から出力される直接音の
レベルと、間接音用系統から出力される間接音のレベル
との比を、可変抵抗器13により制御することにより、
音像の距離感の制御をすることができる。
と間接音とのエネルギー比に依存している。そこで、可
変抵抗器13を制御して、直接音用系統から出力される
直接音のレベルを高めれば、焦点近傍での直接音の比が
高まり、音像が聴取者にとって近く知覚される。一方、
可変抵抗器13を制御して、間接音用系統から出力され
る間接音のレベルを高めれば、焦点近傍での間接音の比
が高まり、音像は焦点からスピーカ側に後退し、聴取者
にとって音像が遠ざかっているように知覚される。
の従来技術のように残響付加装置によって残響を付加す
る場合、実際の部屋の反響を反映したものとは異なる音
質を残響として付加するため、不自然な音質となる問題
点があった。
聴取者毎に頭部伝達関数が異なる。したがって、第二の
従来技術では、設定された特定の頭部伝達関数を有する
聴取者のみが、マッチした距離感を感じることができる
が、多数の聴取者に対して万人向けの伝達関数を設定す
ることは困難である。
し聴覚上距離感が増したように感じられるが、いわゆる
中抜けの状態となり定位がはっきりしないという問題が
あった。
カを用いて、直接音と間接音を生成しているので、第一
の従来技術に比して自然に感じられる。
る間接音は、人工的に合成した擬似間接音であり、実際
の間接音と比して違和感が生じる。つまり、ランダムに
遅延された擬似間接音は、本来の間接音である直接音が
部屋の壁、天井、床等に当たり、そこで発生される反射
音とは異なり、音として自然さが失われている。
あり、自然な間接音を生成し、自然な距離感制御を行う
ことを目的とするものである。
に、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するた
めの手段を採用している。
該音源信号を音波として放射するN(Nは、2以上の自
然数)個のスピーカを有し、各スピーカの前方の段に
は、前記音源信号を所定量遅延させる遅延素子と、前記
音源信号を所定量移相させる位相制御素子とを設け、前
記N個の遅延素子により、所定の空間位置に、放射され
た音波が焦点を結び、更に、前記N個の位相制御素子に
より、前記焦点での前記音波の大きさをゼロとすること
を特徴とする音響再生装置(例えば、実施例における音
像遠方定位音響再生装置)である。
ピーカの前方の段には、音源信号を所定量遅延させる遅
延素子と、音源信号を所定量移相させる位相制御素子と
を設け、N個の遅延素子により、所定の空間位置に、放
射された音波が焦点を結び、更に、N個の位相制御素子
により、焦点での前記音波の大きさをゼロとすること
で、自然な間接音のみ音場空間に存在させることができ
る。
ば、実施例における音像遠方定位音響再生装置)によれ
ば、自然さを損なわず、且つ、効果的に直接音のエネル
ギーを抑圧することができ、焦点近傍の聴取者に対し間
接音のエネルギーが優勢な音を聞かせ、その結果、聴感
上音が、スピーカの位置より遠くの位置から放射された
ようにすることができる。
2以上の自然数)個のスピーカから出力される音波の直
接音と間接音のレベル比であって、聴取者の位置におけ
る音波の直接音と間接音のレベル比を調整することによ
り音像の定位を変化させる音響再生装置において、各ス
ピーカの前方の段には、音源信号を所定量遅延させる遅
延素子と、前記音源信号を所定量移相させる位相制御素
子とを設け、前記遅延素子及び前記位相制御素子を制御
することにより、音像の定位を変化させることを特徴と
する音響再生装置(例えば、実施例における距離感制御
音響再生装置)である。
ピーカの前方の段には、音源信号を所定量遅延させる遅
延素子と、音源信号を所定量移相させる位相制御素子と
を設け、遅延素子及び位相制御素子を制御することによ
り、自然な間接音を生成し、音像の定位を変化させるこ
とにより、音像を近くから遠方まで制御することが可能
である。
に、自然さを損なわず、連続的に且つ距離感変化を大き
く制御することができる。
載の音響再生装置において、音源信号を二つの系統に分
配する分配器を有し、前記各スピーカには、二つの系統
からの音源信号が同時に印加され、前記二つの系統の
内、一方の系統は、前記各スピーカから放射された音波
が所定の空間位置に焦点を結び、更に、前記焦点での前
記音波の大きさがゼロとなるように設定されたM個の遅
延素子と、M個の位相制御素子とを有し、前記二つの系
統の内、他方の系統は、前記各スピーカから放射された
音波が所定の空間位置に焦点を結ぶように設定されたM
個の遅延素子を有し、前記分配器における二つの系統へ
の分配比を変更することにより、音像の定位を変化させ
ることを特徴とする。
響再生装置を具体的に規定したものである。
聴位置を取り囲むように、請求項2又は3記載の音響再
生装置を複数備えたことを特徴とする立体音響再生装置
である。
ば、距離感制御と同時に左右方向の制御が可能となり、
焦点を含む2次元平面内の任意の位置に音像を定位する
ことができる。
て図面と共に説明する。
位音響再生装置を示す。図3の装置は、音源信号S、複
数の遅延素子161〜16N、複数の位相制御素子17
1〜17N及び複数の増幅器181〜18N及び複数の
スピーカ191〜19Nからなる。
定の遅延を、入力した信号に与えて出力する。図3で
は、音源信号Sに対して、それぞれの遅延素子161〜
16Nにより、所定の遅延を与え、更に、増幅器181
〜18Nで増幅されて、スピーカ191〜19Nから出
力された音波が、空間のある位置に焦点を結ぶようにす
る。
れぞれ、所定の移相を、入力した信号に与えて出力す
る。図3では、音源信号Sに対して、それぞれの位相制
御素子171〜17Nにより、所定の移相を与え、更
に、増幅器181〜18Nで増幅されたそれらの信号の
和がゼロ(互いに打ち消しあって、ゼロとなる)となるよ
うにする。
に、スピーカ191〜19Nからの音波が集まるが、そ
れらの音波が打ち消し合うように、位相制御素子171
〜17Nの移相量が設定されているので、焦点位置にお
ける音源信号Sの直接音のエネルギーはゼロとなる。
ら放射された音波は、室の壁や床などに複数回反射を繰
り返して減衰し、そのいくつかは焦点に間接音として到
達する。
みであり、焦点から少し離れた点では小さいながら直接
音が存在する。そのため焦点から少し離れた位置で聴取
することで音像の定位感がなくなることが無く、しっか
りとした定位が得られる。
ば、焦点位置及びその近傍では直接音が抑圧され、部屋
の壁等の反射により作られた間接音のみが存在する。従
って、焦点近傍で受聴する限り、聴感上音像が遠方へ定
位したように感じられる。
ける間接音は、室が作り出したもので人工的に遅延素子
や残響付加装置で作り出したものと比べ自然さが損なわ
れること無く、聴取者に間接音のエネルギーを高めた音
を聞かせることができる。
インパルス応答(A)と、アレイと同じ距離においた単
体のスピーカ(B)のインパルス応答を、聴取位置で測
定したものをそれぞれ図4に示す。図4における横軸
は、直接音が測定用のマイクに到達した時点を基準とし
た時を0としたときの時間(単位は1/48K(秒))を示し、
縦軸は、任意スケールによるインパルス応答強度を示
す。
は、時刻0において、直接音によるインパルス応答が観
測されるのに対して、音像遠方定位音響再生装置(A)
では、時刻0における直接音によるインパルス応答が消
滅しており、直接音が抑圧されていることが分かる。
音響再生装置を示す。
61)、系統2(262)、加算器291〜29M、増幅
器241〜24M及びスピーカ251〜25M(Mは、
2以上の自然数である。)から構成されている。系統1
は、遅延素子221〜22M及び位相制御素子231〜
23Mを有し、系統2は、遅延素子271〜27Mを有
している。なお、可変抵抗器21は、音源信号Sを、系
統1及び系統2に、分配しており、分配器とも言える。
びスピーカ251〜25Mは、図3の音像遠方定位音響
再生装置と同じ動作を行う。
に対して、遅延素子221〜22Mにより、所定の遅延
を与え、増幅器241〜24Mで増幅されて、スピーカ
25 1〜25Kから出力された音波が、空間のある位置
に焦点を結ぶようにする。
対して、位相制御素子231〜23 Mにより、所定の移
相を与え、更に、増幅器241〜24Mで増幅されたそ
れらの信号の和がゼロ(互いに打ち消しあって、ゼロと
なる)となるようにする。
ついては、焦点位置に、スピーカ191〜19Nからの
音波が集まるが、それらが打ち消し合うので、焦点位置
における音源信号Sの直接音のエネルギーはゼロであ
る。このとき、系統1を経由した音源信号に基づいて、
焦点位置では、間接音のみが存在する。
スピーカ251〜25Mは、図2の電気系統の焦点用遅
延素子7K〜7Kと同じ動作を行う。
に対して、遅延素子271〜27Mにより、所定の遅延
を与え、増幅器241〜24Mで増幅されて、スピーカ
25 1〜25Mから出力された音波が、空間のある位置
に焦点を結ぶようにする。このように遅延素子271〜
27Mの遅延量が設定されているので、音源信号Sのう
ち、系統2を経由した音波は、空間のある位置に焦点を
結ぶ。これにより、焦点位置に、音源信号Sの直接音を
与えることができる。
の遅延素子271〜27Mにおいて、それぞれ、対応す
る遅延素子(221と271、222と272、・・・
22 Mと27M)は、同一の遅延量を与えるので、系統
1における焦点と系統2における焦点位置とは、同じ焦
点位置となる。これにより、同じ焦点位置に、系統1に
よって主に間接音が与えられ、系統2によって主に直接
音が与えられる。
と系統2への分配を制御することにより、聴取者にとっ
て手前からスピーカの後ろまで任意の位置に音像がある
ものとして知覚させることができる。
配を行った場合、間接音が相対的に強調されて放射され
る一方、直接音が抑圧されて放射されるので、焦点近傍
で聴取した場合に音像の距離感が遠方へ定位したように
聞こえる。また、逆に系統2が優勢になるような音源分
配を行った場合、直接音が強調されて放射される一方、
間接音が相対的に抑圧されて放射されるので、焦点近傍
で聴取した場合、音像の距離感が聴取者近傍へ定位した
かのように聞こえる。
続的に操作することにより遠い音像から近くの音像まで
滑らかに制御することが可能となる。
間接音のみであるため、既存の発明よりも距離感の変化
が自然さを損なわずに大きくすることができる。
響再生装置を、複数(図6では、3つで構成されている
が、2上であれば、3に限定されない。)用いて、聴取
者を取り囲むように配置し、それぞれの距離感制御音響
再生装置の入力に左右方向(後方)に応じた音声信号を
入力するようにした立体音響再生装置である。
子IN1、分配器311、距離感制御音響再生本体装置
321及びスピーカ3311〜3314から構成されて
いる。第2の距離感制御音響再生装置は、入力端子IN
2、分配器312、距離感制御音響再生本体装置322
及びスピーカ3321〜3324から構成されている。
第3の距離感制御音響再生装置は、入力端子IN3、分
配器313、距離感制御音響再生本体装置323及びス
ピーカ3331〜3334から構成されている。なお、
図6では、スピーカが、距離感制御音響再生本体装置
に、それぞれ4つ接続されているが、これに限定されな
いで実施可能である。
子IN1〜IN3に印加され、分配器311〜分配器3
13で適宜分配され、距離感制御音響再生本体装置32
1〜距離感制御音響再生本体装置323を介してスピー
カ3311〜3334から立体音が放射される。
離感制御音響再生装置同士の中間にも音像低位が可能で
距離及び左右方向の任意の位置に音像を定位することが
可能となる。
り、距離感制御だけではなく左右方向の音像制御が可能
となる。
種々の効果を奏することができる。
スピーカの前方の段には、音源信号を所定量遅延させる
遅延素子と、音源信号を所定量移相させる位相制御素子
とを設け、N個の遅延素子により、所定の空間位置に、
放射された音波が焦点を結び、更に、N個の位相制御素
子により、焦点での前記音波の大きさをゼロとすること
により、自然な間接音のみ音場空間に存在させることが
できる。
音のエネルギーを抑圧することができ、焦点近傍の聴取
者に対し間接音のエネルギーが優勢な音を聞かせ、その
結果、聴感上音が、スピーカの位置より遠くの位置から
放射されたようにすることができる。
によれば、各スピーカの前方の段には、音源信号を所定
量遅延させる遅延素子と、音源信号を所定量移相させる
位相制御素子とを設け、遅延素子及び位相制御素子を制
御することにより、自然な間接音を生成し、音像の定位
を変化させることにより、音像を近くから遠方まで制御
することが可能である。
に、自然さを損なわず、連続的に且つ距離感変化を大き
く制御することができる。
よれば、距離感制御と同時に左右方向の制御が可能とな
り、焦点を含む2次元平面内の任意の位置に音像を定位
することができる。
ための図である。
単体のスピーカのインパルス応答を説明するための図で
ある。
めの図である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 音源信号と該音源信号を音波として放射
するN(Nは、2以上の自然数)個のスピーカを有し、 各スピーカの前方の段には、前記音源信号を所定量遅延
させる遅延素子と、前記音源信号を所定量移相させる位
相制御素子とを設け、 前記N個の遅延素子により、所定の空間位置に、放射さ
れた音波が焦点を結び、更に、前記N個の位相制御素子
により、前記焦点での前記音波の大きさをゼロとするこ
とを特徴とする音響再生装置。 - 【請求項2】 M(Mは、2以上の自然数)個のスピーカ
から出力される音波の直接音と間接音のレベル比であっ
て、聴取者の位置における音波の直接音と間接音のレベ
ル比を調整することにより音像の定位を変化させ音響再
生装置において、 各スピーカの前方の段には、音源信号を所定量遅延させ
る遅延素子と、前記音源信号を所定量移相させる位相制
御素子とを設け、 前記遅延素子及び前記位相制御素子を制御することによ
り、音像の定位を変化させることを特徴とする音響再生
装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の音響再生装置において、 音源信号を二つの系統に分配する分配器を有し、前記各
スピーカには、二つの系統からの音源信号が同時に印加
され、 前記二つの系統の内、一方の系統は、前記各スピーカか
ら放射された音波が所定の空間位置に焦点を結び、更
に、前記焦点での前記音波の大きさがゼロとなるように
設定されたM個の遅延素子と、M個の位相制御素子とを
有し、 前記二つの系統の内、他方の系統は、前記各スピーカか
ら放射された音波が所定の空間位置に焦点を結ぶように
設定されたM個の遅延素子を有し、 前記分配器における二つの系統への分配比を変更するこ
とにより、音像の定位を変化させることを特徴とする音
響再生装置。 - 【請求項4】 聴取者の受聴位置を取り囲むように、請
求項2又は3記載の音響再生装置を複数備えたことを特
徴とする立体音響再生装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001179270A JP2002374599A (ja) | 2001-06-13 | 2001-06-13 | 音響再生装置及び立体音響再生装置 |
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