JP2003158800A - 多チャンネルオーディオ再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スピーカの出力音量が小さい時でも、重量感が
ある音響を出力し、かつ明瞭度と音像定位を妨げなくし
た多チャンネルオーディオ再生装置を提供する。 【解決手段】多チャンネルオーディオ信号のチャンネル
ごとの信号を増幅する複数の増幅回路（ＰＡ１〜ＰＡ
６、ＭＡ１〜ＭＡ６）と、全チャンネルの増幅回路の増
幅度を同時に設定する主ボリュームと、超低音信号専用
チャンネルの増幅回路（ＰＡ６、ＭＡ６）に適用する増
幅度対周波数特性を前記主ボリュームの設定値に応じて
設定する周波数特性設定手段１９とを備え、所定カット
オフ周波数以下の周波数における前記超低音信号専用チ
ャンネルのブースト量を、前記主ボリュームの設定値が
小さくなるに従って大きく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多チャンネルカー
オーディオシステムや多チャンネル家庭用オーディオシ
ステム等の複数チャンネルで音響再生を行うオーディオ
再生システムに係り、特に超低音オーディオ信号専用の
チャンネルを含む多チャンネルのオーディオ再生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】カーオーディオシステムや家庭用のオー
ディオシステム等のオーディオ再生システムには、ＣＤ
（Compact Disc）装置やＭＤ（Mini Disc）装置などの
２チャンネルオーディオ再生装置のほかに、ＤＡＴ（Di
gital Audio Tape）デッキやＤＶＤ（Digital Versatil
e Disc）などの多チャンネルオーディオ再生装置があ
る。そして、ＤＶＤオーディオでは５．１チャンネルと
呼ばれる多チャンネルのオーディオシステムが採用され
ており、家庭や車内で音響のサラウンド効果を味わえる
ようになっている。

【０００３】以下、従来の多チャンネルオーディオ再生
装置について、図４を用いて説明する。ここでは多チャ
ンネルオーディオ装置がＤＶＤにおける５．１チャンネ
ルオーディオの再生装置であるものとして説明する。Ｄ
ＶＤの５．１チャンネルオーディオシステムでは、前２
チャンネル、後ろ２チャンネルの計４チャンネルに加
え、主にナレーションなどに使用されるセンター・チャ
ンネルを加えた５チャンネルが、完全に独立して記録さ
れ、また独立して再生される。さらに、特に必要な場面
で重低音の音響を出力するサブウーファ用（以下、超低
音用とも記す）の１チャンネルを加え、これらが５．１
チャンネルオーディオシステムと呼ばれている。超低音
の音響を出力するサブウーファ用のチャンネル以外の５
チャンネルでは２０Ｈｚから２０ｋＨｚのフルレンジで
信号が伝送されるが、増幅された信号をスピーカから出
力する場合に、５チャンネル全てのスピーカで超低音を
再生可能にするのはスピーカが大型になりコストアップ
になるため、実際のスピーカシステムではやや小型のス
ピーカが用いられ、超低音は主にサブウーファから出力
するように設計されることが多い。

【０００４】図４は従来の多チャンネルオーディオ再生
装置の要部を例示するブロック図である。図４におい
て、多チャンネルオーディオ再生装置４０は、多チャン
ネルオーディオ信号デコーダ１１、プリアンプＰＡ１ｂ
〜ＰＡ６ｂ、メインアンプＭＡ１〜ＭＡ６、スピーカ装
置ＳＰ１〜ＳＰ６、システム制御手段１３ｂ、操作手段
１５、ＶＯＬ設定手段１７で構成される。ＤＶＤオーデ
ィオディスクから信号を読み出し、その信号処理をする
手段については図示が省略されている。プリアンプＰＡ
１ｂ〜ＰＡ５ｂは全帯域用プリアンプであり、プリアン
プＰＡ６ｂは超低音域用のプリアンプである。

【０００５】ＤＶＤオーディオディスクから再生された
信号は、信号処理されて多チャンネルオーディオ信号デ
コーダ１１に入力される。多チャンネルオーディオ信号
デコーダ１１では各チャンネルの信号が復号され、ディ
ジタル／アナログ変換（Ｄ／Ａ変換）されてプリアンプ
ＰＡ１ｂ〜ＰＡ６ｂに出力される。第１チャンネルのオ
ーディオ信号はプリアンプＰＡ１ｂとメインアンプＭＡ
１を介して右フロントスピーカＳＰ１に与えられる。同
様にして、第２チャンネルのオーディオ信号はプリアン
プＰＡ２ｂとメインアンプＭＡ２を介してセンタースピ
ーカＳＰ２、第３チャンネルのオーディオ信号はプリア
ンプＰＡ３ｂとメインアンプＭＡ３を介して左フロント
スピーカＳＰ３に与えられる。

【０００６】また、第４チャンネルのオーディオ信号は
プリアンプＰＡ４ｂとメインアンプＭＡ４を介して左リ
アスピーカＳＰ４に与えられ、第５チャンネルのオーデ
ィオ信号はプリアンプＰＡ５ｂとメインアンプＭＡ５を
介して右リアスピーカＳＰ５に与えられる。さらに、第
６チャンネルのオーディオ信号はプリアンプＰＡ６ｂと
メインアンプＭＡ６を介してサブウーファスピーカＳＰ
６に与えられる。前記第１〜第５までのチャンネルは低
音から高音までの信号が含まれるチャンネルであり、例
えば２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚの帯域の信号を伝送する。一
方前記第６のチャンネルは超低音の信号だけが含まれる
チャンネルであり、例えば２００Ｈｚ以下の帯域の信号
を伝送する。

【０００７】システム制御手段１３ｂはマイクロプロセ
ッサ（以下、ＭＰＵとも記す）やメモリを備えて多チャ
ンネルオーディオ再生装置４０全体を制御する。操作者
はシステム制御手段１３ｂに接続された操作手段１５を
介して、多チャンネルオーディオ再生装置４０を操作す
る。例えば電源のＯＮ、ＯＦＦやスピーカから出力され
る音量の調節を行う。操作手段１５は主ボリューム調整
手段（図示せず。以下ボリュームを単にＶＯＬとも記
す）を備え、前記音量の調節では、操作者は前記主ボリ
ューム調整手段を操作し、該主ボリューム調整手段から
の出力信号がシステム制御手段１３ｂを介してＶＯＬ設
定手段１７に与えられる。ＶＯＬ設定手段１７は操作者
の操作に応じて出力される主ボリューム調整手段からの
信号に応じて、主ボリュームの設定値を決めてプリアン
プＰＡ１ｂ〜ＰＡ６ｂに与える。前記主ボリュームはプ
リアンプＰＡ１〜ＰＡ６の夫々が有する電子ボリューム
で構成され、その値の設定は操作手段１５内の主ボリュ
ーム調整手段からの信号に基づき、ＶＯＬ設定手段１７
が行う。

【０００８】プリアンプＰＡ１ｂ〜ＰＡ６ｂは夫々が電
子ボリュームによるゲインコントロールが可能にされて
おり、操作者が前記主ボリューム調整手段を操作した場
合には、ＶＯＬ設定手段１７から出力される設定値に応
じて各プリアンプの増幅度を同時に共通に変更する。ま
た、プリアンプＰＡ１ｂ〜ＰＡ６ｂでは、夫々におい
て、いわゆるラウドネスコントロール（以下、聴感補正
とも記す）がＶＯＬ設定手段１７の出力に応じて行われ
る。即ち、主ＶＯＬの設定値が小さい場合には、各プリ
アンプの増幅度が中音域より低音域と高音域とで増加す
るように周波数特性を変更し、スピーカから出力される
低音域と高音域の音量を増加（ブースト）させる。この
ために各プリアンプはラウドネスコントロール用のフィ
ルタを有するラウドネスコントロール回路を備える。

【０００９】図５は一般的なラウドネスコントロール回
路の特性を例示する図である。図５において、横軸は周
波数であり、縦軸はラウドネスコントロール回路の利得
である。同図中の最上の曲線は主ボリュームの設定値が
大きい場合、即ち平均音量が大きい場合の特性を示し、
最下の曲線は主ボリュームの設定値が小さい場合、即ち
平均音量が小さい場合の特性を示し、中間の２つの曲線
は、主ボリュームの設定値が中ぐらいの場合の特性を示
す。

【００１０】各曲線の利得は主ボリュームの設定値が最
大の時の利得を０ｄＢとして描かれているが、重要なの
はその絶対値ではなく周波数変化に対する利得の変化で
ある。即ち、主ＶＯＬが大きく設定されている時はスピ
ーカから出力される音響が概して大きく、利得曲線は周
波数に対して略フラットになり、主ＶＯＬが小さく設定
されている時はスピーカから出力される音響が概して小
さく、利得は１ＫＨｚ〜２ＫＨｚを底にして、それより
低い周波数対と高い周波数帯とで相対的に利得が大きく
なるような特性とされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多チャンネルオーディオ再生装置におけるラウドネスコ
ントロールでは人間の聴感を補正しようとして、図５に
示すように広い周波数範囲で音量のブースとを行う。特
に小音時には、再生音響に重量感を持たせるべく１００
Ｈｚ〜３００Ｈｚ程度の周波数範囲で過大なブーストが
行われ易い。このようにブーストが過大に行われると、
再生音響の明瞭度が低減してナレーションが聞き難くな
り、且つ、２００Ｈｚ以上の音は音像定位に関係するた
め音像の定位が不明瞭になって、多チャンネルオーディ
オのサラウンド効果が減少するなどの問題があった。

【００１２】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、スピーカの出力音量が小さい時で
も、重量感がある音響を出力し、かつ明瞭度と音像定位
を妨げなくした多チャンネルオーディオ再生装置を提供
することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになされたものであり、第１の発明は、超低音
信号専用のチャンネルを含むオーディオ信号を再生する
多チャンネルオーディオ再生装置において、チャンネル
ごとの信号を増幅する複数の増幅回路と、全チャンネル
の増幅回路の増幅度を同時に設定する主ボリュームと、
超低音信号専用チャンネルの増幅回路に適用する増幅度
対周波数特性を前記主ボリュームの設定値に応じて設定
する周波数特性設定手段とを備えるようにした多チャン
ネルオーディオ再生装置である。

【００１４】第２の発明は、第１の発明の多チャンネル
オーディオ再生装置において、前記周波数特性設定手段
は前記増幅度対周波数特性を設定するに際して、ブース
トする周波数範囲を、前記主ボリュームの設定値に応じ
て設定するようにした多チャンネルオーディオ再生装置
である。

【００１５】第３の発明は、第１の発明又は第２の発明
の多チャンネルオーディオ再生装置において、前記周波
数特性設定手段は前記増幅度対周波数特性を設定するに
際して、所定周波数以下の周波数におけるブースト量
を、前記主ボリュームの設定値が小さくなるに従って大
きくするようにした多チャンネルオーディオ再生装置で
ある。

【００１６】第４の発明は、第３の発明の多チャンネル
オーディオ再生装置において、前記周波数特性設定手段
は、前記所定周波数の値を、前記主ボリュームの設定値
が小さくなるに従って大きく設定するようにした多チャ
ンネルオーディオ再生装置である。

【００１７】第５の発明は、第３の発明又は第４の発明
の多チャンネルオーディオ再生装置において、前記超低
音信号専用チャンネル以外のチャンネルの増幅回路につ
いて、或るチャンネルの増幅回路に入力された当該チャ
ンネルの信号と、前記周波数特性設定手段によって設定
された周波数特性を有する超低音信号専用チャンネルの
信号とを混合し、該混合信号を当該チャンネルのスピー
カへ与えるようにした多チャンネルオーディオ再生装置
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の多チャンネルオーディオ再生装置
では、全チャンネルの増幅回路の増幅度を主ボリューム
で同時に共通に設定し、該主ボリュームの設定値に応じ
て、超低音信号専用チャンネルの増幅度対周波数特性を
設定する。即ち主ボリュームの設定値が音量の小さい方
へ行くほど、低域におけるブースト開始周波数（ブース
トする上限の周波数）を高くし、且つ主ボリュームの設
定値が音量の小さい方へ行くほど、超低域におけるブー
スト量を多くする。

【００１９】図１は本発明多チャンネルオーディオ再生
装置に係る第１実施例の要部を示すブロック図である。
図１と図４とで同一機能、同一作用のブロックには同一
の符号を付し、その説明を省略する。図１に示す多チャ
ンネルオーディオ再生装置１０と図４に示す多チャンネ
ルオーディオ再生装置４０とで異なる主な点は、図１で
はＶＯＬ設定手段１７、周波数特性設定手段１９、Ｆ特
補正回路２１が設けられ、全帯域用プリアンプＰＡ１〜
ＰＡ５は、主ボリュームの設定値に応じて行うラウドネ
スコントロールにおいて、中音域より高音側でのブース
トは図4に示す特性と同じ特性で行うものの、中音域よ
り低音側でのブーストは行わないか、或いはブースト量
を少なくしている点である。また、超低音用プリアンプ
ＰＡ６は前記ラウドネスコントロール回路を持たず、そ
の低音域でのブーストはＦ特補正回路２１で行われる。

【００２０】図１に示す多チャンネルオーディオ再生装
置１０では、ＤＶＤオーディオディスクから再生された
信号は、信号処理されて多チャンネルオーディオ信号デ
コーダ１１に入力される。多チャンネルオーディオ信号
デコーダ１１では各チャンネルの信号が復号され、Ｄ／
Ａ変換されてプリアンプＰＡ１〜ＰＡ６に与えられる。
各チャンネルのオーディオ信号は図４の説明でしたもの
と同じであり、第１チャンネル〜第５チャンネルのオー
ディオ信号は夫々のプリアンプとメインアンプを介して
夫々のチャンネルのスピーカに与えられ、その音響が夫
々のチャンネルのスピーカから出力される。

【００２１】第６チャンネルのオーディオ信号は超低音
用の信号であり、プリアンプＰＡ６、F特補正回路２
１、メインアンプＭＡ６を介してサブウーファスピーカ
ＳＰ６に与えられ、その音響がサブウーファスピーカＳ
Ｐ６から出力される。前記第１〜第５までのチャンネル
ではフルレンジのオーディオ信号が伝送されるが、スピ
ーカＳＰ１〜ＳＰ５としては１００Ｈｚ以上を出力可能
なスピーカを用い、サブウーファスピーカＳＰ６として
は、出力可能な上限周波数が２００Ｈｚ程度のスピーカ
で１００Ｈｚより低い超低音を十分出力可能なスピーカ
を用いる。

【００２２】システム制御手段１３はＭＰＵやメモリを
備えて多チャンネルオーディオ再生装置１０全体を制御
する。操作者はシステム制御手段１３に接続された操作
手段１５を介して、多チャンネルオーディオ再生装置１
０を操作する。例えば電源のＯＮ、ＯＦＦやスピーカか
ら出力される音量の調節を行う。操作手段１５は主ボリ
ューム調整手段（図示せず。）を備え、前記音量の調節
では、操作者は前記主ボリューム調整手段を操作し、該
主ボリューム調整手段からの出力信号がシステム制御手
段１３を介してＶＯＬ設定手段１７に与えられる。ＶＯ
Ｌ設定手段１７は操作者の操作に応じて出力される主ボ
リューム調整手段からの信号に応じて、主ボリュームの
設定値を決めてプリアンプＰＡ１〜ＰＡ６に与える。

【００２３】また、ＶＯＬ設定手段１７の出力は周波数
特性設定手段１９に与えられる。周波数特性設定手段１
９はＶＯＬ設定手段１７から与えられる主ボリュームの
設定値に応じてＦ特補正回路２１に適用する周波数特性
を設定し、該設定値をＦ特補正回路２１に与える。Ｆ特
補正回路２１はフィルタ回路であり、周波数特性設定手
段１９から与えられた周波数特性の設定値に応じてその
周波数特性が制御される。すなわち、Ｆ特補正回路２１
は主ボリュームの設定値に応じて、その周波数対ゲイン
特性を変化させ、主ボリュームの設定値が小さい時、即
ち平均音量が小さい時には超低域周波数での利得を中音
域周波数における利得より大きくして、オーディオ信号
の超低域成分をブーストする。

【００２４】図６は本発明に係るＦ特補正回路２１の一
例を示す図であり、図７は図６に示すＦ特補正回路２１
のゲイン対周波数特性を示す式である。図６において５
１は演算増幅回路であり、入力される超低域信号Ｓｉは
プリアンプＰＡ６から演算増幅回路５１の負入力線に与
えられ、Ｆ特補正回路２１で周波数特性が補正された超
低域信号ＳｏはメインアンプＭＡ６に与えられる。図６
において、Ｒ１、Ｒ２は電子ボリュームであり、Ｒ１と
Ｒ２が連動すると共に、主ボリュームにも連動して変化
する。Ｃは容量である。図６に示すＦ特補正回路の周波
数特性は、カットオフ周波数ｆｃからｆ２まで約６ｄＢ
／ＯＣＴで増加する。ｆｃ及びｆ２は図７に示す式のと
おりである。通常はｒ１とｒ２は同じ値に設定し、Ｒ１
とＲ２も同じ値に設定し、Ｒ３はｒ２、Ｒ２より十分大
きく設定する。

【００２５】Ｒ１及びＲ２は主ボリュームに応じて変化
し、主ボリュームの設定値が小さい時はＲ１、Ｒ２の値
も小さくなるように制御され、主ボリュームの設定値が
大きい時はＲ１、Ｒ２の値も大きくなるように制御され
る。そして、主ボリュームの設定値が小さい時はカット
オフ周波数ｆｃが高くなり、超低音域における利得が大
きくなる。一方、主ボリュームの設定値が大きい時はカ
ットオフ周波数ｆｃが低くなり、超低音域における利得
が小さくなり、余分なブーストが行われなくなる。

【００２６】図２は本発明に係る超低音チャンネル用増
幅回路の増幅度対周波数の特性を例示する図であり、プ
リアンプＰＡ６の入力線からＦ特補正回路２１の出力線
までの利得と周波数との関係を例示する図である。図２
において、横軸は周波数であり、縦軸は利得である。図
中の最上の曲線Ｃは主ボリュームの設定値が大きい場
合、即ち平均音量が大きい場合でカットオフ周波数が２
５Ｈｚとされた場合の周波数特性Ｃを示し、最下の曲線
Ａは主ボリュームの設定値が小さい場合、即ち平均音量
が小さい場合でカットオフ周波数が２００Ｈｚとされた
場合の周波数特性Ａを示し、中間の曲線Ｂは、主ボリュ
ームの設定値が中ぐらいの場合でカットオフ周波数が５
０Ｈｚとされた場合の周波数特性Ｂを示す。

【００２７】図３は本発明多チャンネルオーディオ再生
装置に係る第２実施例の要部を示すブロック図である。
図３と図１とで同一機能、同一作用のブロックには同一
の符号を付して、その説明を省略する。図３に示す多チ
ャンネルオーディオ再生装置２０と図１に示す多チャン
ネルオーディオ再生装置１０とで異なる主な点は、図３
では第１チャンネル〜第５チャンネルの一部又は全部の
チャンネルで、プリアンプの信号とＦ特補正回路２１の
出力とが混合され、この混合された信号の音響が各チャ
ンネルのスピーカから出力される点である。

【００２８】この例では第１チャンネルのプリアンプＰ
Ａ１とメインアンプＭＡ１との間に混合回路２３が設け
られ、第３チャンネルのプリアンプＰＡ３とメインアン
プＭＡ３との間に混合回路２５が設けられている。混合
回路２３ではプリアンプＰＡ１の出力にＦ特補正回路２
１の出力が混合されてメインアンプＭＡ１に与えられ
る。混合回路２５ではプリアンプＰＡ３の出力にＦ特補
正回路２１の出力が混合されてメインアンプＭＡ３に与
えられる。

【００２９】混合回路２３、２５では一定の割合で両信
号を加算してメインアンプに与える。これによりＦ特補
正回路２１からメインアンプＭＡ１、ＭＡ３に与えられ
るオーディオ信号は例えば２００Ｈｚ以下の超低周波の
みであるから、音の明瞭度が低下したり、或いは音像の
定位が不明瞭になったりすることが少ない。しかも、小
音時の音の厚みを増大することが出来る。

【００３０】以上詳細に述べた通り、本発明を適用した
実施の形態によれば、全チャンネルの増幅回路の増幅度
を同時に設定する主ボリュームの設定値に応じて、超低
音信号専用チャンネルの増幅回路に適用する増幅度対周
波数特性を設定するようにしたから、小音時には超低音
のみをブーストすることが容易である。これにより、ス
ピーカから出力される音響の出力が小さいときに、音に
重量感を持たせ、且つナレーションの明瞭度を低下させ
ず、音像の定位を不明確にしないようにすることができ
る。

【００３１】また、前記した周波数特性の補正を施した
超低音信号専用チャンネルのオーディオ信号を他のチャ
ンネルに混合してスピーカから出力することにより、ス
ピーカから出力される音響の出力が小さいときにも、音
に一層の重量感を持たせ、且つナレーションの明瞭度を
低下させず、音像の定位を不明確にしないようにするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明多チャンネルオーディオ再生装置に係る
第１実施例の要部を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る超低音チャンネル用増幅回路の増
幅度対周波数の特性を例示する図である。

【図３】本発明多チャンネルオーディオ再生装置に係る
第２実施例の要部を示すブロック図である。

【図４】従来の多チャンネルオーディオ再生装置の要部
を例示するブロック図である。

【図５】一般的なラウドネスコントロール回路の特性を
例示する図である。

【図６】本発明に係るＦ特補正回路２１の一例を示す図
である。

【図７】図６に示すＦ特補正回路が呈する周波数特性の
算出式を示す図である。

【符号の説明】

１１ 多チャンネルオーディオ信号デコーダ １３ システム制御手段 １５ 操作手段 １７ ＶＯＬ設定手段 １９ 周波数特性設定手段 ２１ Ｆ特補正回路 ２３、２５ 混合回路 ＰＡ１〜ＰＡ５ プリアンプ ＭＡ１〜ＭＡ５ メインアンプ ＰＡ６ 超低音チャンネル用プリアンプ ＭＡ６ 超低音チャンネル用メインアンプ ＳＰ１〜ＳＰ３ フロントスピーカ ＳＰ４〜ＳＰ５ リアスピーカ ＳＰ６ サブウーハー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超低音信号専用のチャンネルを含むオーデ
   ィオ信号を再生する多チャンネルオーディオ再生装置に
   おいて、チャンネルごとの信号を増幅する複数の増幅回
   路と、全チャンネルの増幅回路の増幅度を同時に設定す
   る主ボリュームと、超低音信号専用チャンネルの増幅回
   路に適用する増幅度対周波数特性を前記主ボリュームの
   設定値に応じて設定する周波数特性設定手段とを備える
   ことを特徴とする多チャンネルオーディオ再生装置。
2. 【請求項２】前記周波数特性設定手段は前記増幅度対周
   波数特性を設定するに際して、ブーストする周波数範囲
   を、前記主ボリュームの設定値に応じて設定することを
   特徴とする請求項１記載の多チャンネルオーディオ再生
   装置。
3. 【請求項３】前記周波数特性設定手段は前記増幅度対周
   波数特性を設定するに際して、所定周波数以下の周波数
   におけるブースト量を、前記主ボリュームの設定値が小
   さくなるに従って大きくすることを特徴とする請求項１
   又は請求項２記載の多チャンネルオーディオ再生装置。
4. 【請求項４】前記周波数特性設定手段は、前記所定周波
   数の値を、前記主ボリュームの設定値が小さくなるに従
   って大きく設定することを特徴とする請求項３記載の多
   チャンネルオーディオ再生装置。
5. 【請求項５】前記超低音信号専用チャンネル以外のチャ
   ンネルの増幅回路において、或るチャンネルの増幅回路
   に入力された当該チャンネルの信号と、前記周波数特性
   設定手段によって設定された周波数特性を有する超低音
   信号専用チャンネルの信号とを混合し、該混合信号を当
   該チャンネルのスピーカへ与えることを特徴とする請求
   項３又は請求項４記載の多チャンネルオーディオ再生装
   置。