JP2003333696A - 音調補償付き拡張立体音響回路 - Google Patents

音調補償付き拡張立体音響回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 立体音響拡張回路を提供すること。 【解決手段】 立体音響の空間拡張を備えた立体音響処
理システムであって、それにより間隔を隔てた1対の拡
声器が、音響的に実際の隔たり以上に間隔を隔てて出現
する。空間拡張回路には音調補償が含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体音響信号を含
んだテレビ番組信号を受信するためのテレビジョン受信
機に関し、より詳細には、複数の拡声器が実際の物理的
分離以上に空間的に分離しているように音響的に聴取音
が感じるような、音調補償された心理音響立体音響拡張
効果の生成に関する。
【0002】
【従来の技術】音響再生装置およびテレビジョン受信機
における空間立体拡張については良く知られており、永
年に渡って利用されている。このようなシステムでは、
左右のチャネル信号は、間隔を隔てた拡声器からの左右
のチャネル信号が、拡声器の実際の物理的分離以上に距
離を隔てて聴取者に出現するような方法で処理され、心
理音響拡張と呼ばれている。いくつかの空間立体拡張の
実施例が示されている(例えば、特許文献1、2および
3参照)。このような空間拡張系では、広々とした空間
環境が左右のチャネルの間に導入されるよう、もう一方
のチャネルからの反転信号の一部が、当該チャネルの信
号に付加されている。この特徴は、音響知覚立体イメー
ジを1対の立体音響拡声器の実際の位置より幅を広げて
出現させる場合に有利な特性を有している。この特徴
は、拡声器と拡声器の間の間隔が、通常、約26〜80
cm程度しか離れていないテレビジョン受信機あるいは
小型ラジオの場合に特に有利である。
【0003】最も有効な立体拡張スキームでは、中間レ
ンジの周波数の半波長が人間の両耳の間の間隔とほぼ同
じ長さであるため、差信号の中間レンジの周波数をブー
ストしている。聴取者の左側または右側から発せられる
音は、その音が適切な(中間レンジの)周波数の音であ
る場合、両耳の間で位相が相殺される。これは、音をそ
の発生位置から受け取るための主要な方向決定糸口の1
つである。
【0004】
【特許文献1】米国特許第5,208,493号明細書
【0005】
【特許文献2】米国特許第4,831,652号明細書
【0006】
【特許文献3】米国特許第4,495,637号明細書
【0007】
【発明が解決しようとする課題】拡張立体系は、基本的
には同じことを実行し、例えばL立体チャネルとR立体
チャネルの差(L−R)を、それらの和信号(L+R)
に相関して増幅しているが、このような拡張により、一
般的に和信号である音声が「追い出され」、明瞭性に欠
ける会話になっている。また、拡張系は、差信号の中間
周波数帯域を、低可聴周波数および高可聴周波数に相関
して増幅しており、そのために中間レンジの音色が音に
付加されている。
【0008】
【課題を解決するための手段】L信号チャネルおよびR
信号チャネルのための立体音響拡張回路であって、L信
号チャネルおよびR信号チャネルの各々は、それぞれ非
反転および反転入力端子および出力端子を有する第1お
よび第2の増幅器を備えている。信号は、各非反転入力
端子に結合され、また、各出力端子と各反転入力端子の
間に第1の帰還経路が結合されている。フィルタが反転
入力端子を1つに結合し、心理音響拡張効果を提供して
いる。入力端子と出力端子の間に結合された受動周波数
補償回路が、拡張信号に対する音調補償を提供してい
る。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、従来技術による例示的立
体拡張回路を示したもので、立体拡張回路10は、2つ
の演算増幅器(オペアンプ)11および12を備えてい
る。左(L)チャネル信号は、入力ライン14によって
オペアンプ11の正(非反転)入力端子13に印加さ
れ、右(R)チャネル信号は、入力ライン16によって
オペアンプ12の負(非反転)入力端子15に印加され
ている。出力ライン17および20の右チャネル出力信
号および左チャネル出力信号は、それぞれ抵抗22およ
び24によって、それぞれ反転入力部26および28に
帰還されている。反転入力部26および28の信号の一
部は、フィルタ30を介して互いに交差結合されてい
る。
【0010】交差結合信号は、各チャネルの出力を他の
チャネルの出力に影響を及ぼしている。詳細には、交差
結合により、オペアンプ11の左出力ライン17上の出
力信号がL+X(L−R)信号になり、一方、オペアン
プ12の右出力ライン20上の出力信号がR+X(R−
L)信号になる。交差結合係数「X」は、フィルタ30
の特性によって決まる値である。この回路の利得は周波
数によって決まり、その範囲は、0.5と2.0の間で
あることがしばしばである。
【0011】フィルタ30は、コンデンサ32および抵
抗34を備えている。コンデンサ32および抵抗34の
値は、所望する交差結合の量および交差結合の交差周波
数によって決まる。結合係数Xが大きくなると、拡声器
の見掛け上の分離が増加する。抵抗34の値が大きくな
ると、それぞれ反転入力部26および28に結合されて
いる帰還素子に流れ込む信号電流が小さくなるため、交
差結合が小さくなる。コンデンサ32は、抵抗34と共
に交差結合の交差周波数を決定している。通常、コンデ
ンサ32の値は、低周波数では結合が小さく、信号周波
数が約150Hzまたは200Hzに増加すると交差結
合が開始され、約1KHzないし3KHzで全結合が達
成されるように選択されている。
【0012】帰還抵抗22および24にそれぞれ並列に
接続されている帰還コンデンサ36および38は、増幅
器11および12の各々の周波数応答をロールオフさ
せ、それによりフィルタ30を介したチャネル間の5K
Hz以上の交差結合を小さくしている。各例示的チャネ
ルの上側周波数ブレークポイントは、Fu=1/(2π
(コンデンサ36/38)(抵抗22/24))であ
り、下側周波数ブレークポイントは、Fl=1/(2π
(コンデンサ32)(抵抗34))である。これらのブ
レークポイントの効果により、中間周波数音調ブースト
が提供されている。
【0013】図2に使用されている数表示は、図1に関
連して上で考察した部材の数表示と同じであり、簡潔性
を期すため、既に考察した部材については、図2では省
略する。
【0014】信号入力リード線14、16の各々は、例
えばユニティフィードバック(unity feedb
ack)のオペアンプなどの低インピーダンス信号源
(図示せず)に、信号源のインピーダンスが基本的にゼ
ロオームになるように結合されている。抵抗42および
コンデンサ44からなる並列RC回路網40は、左入力
リード線16に接続され、同様に、抵抗48およびコン
デンサ50からなる並列RC回路網46は、右信号入力
リード線14に接続されている。回路網40および46
は、入力信号の加算ジャンクションすなわちL+Rを形
成しているノード52に接続されている。コンデンサ5
6および抵抗58からなる直列RC回路網54は、ノー
ド52を接地に接続している。L拡張信号出力端子17
およびR拡張信号出力端子20は、それぞれ抵抗60お
よび62に結合されている。抵抗60および62は、そ
れぞれ拡張信号出力ノード64および66に結合され、
拡張信号出力ノード64および66は、それぞれ抵抗6
8および70を介して加算ノード52に結合されてい
る。
【0015】回路網40および46は高域通過フィルタ
であり、その遷移周波数すなわちコンデンサのインピー
ダンスと抵抗のレジスタンスが等しくなる信号周波数
は、3,600Hzである。回路網54は低域通過フィ
ルタであり、その遷移周波数は340Hzである。した
がってノード52における和信号L+Rは、中間レンジ
の信号周波数に対してブーストされた低音部、およびブ
ーストされた高音部を有している。オペアンプ11およ
び12は、それぞれ抵抗22および24によって提供さ
れる帰還量が多いため、その出力インピーダンスが極め
て小さく、そのために次にこの音調補償信号が、それぞ
れ抵抗ドライバ70、62および68、60によって、
ノード66およびノード64の左右の両出力信号に付加
される。この方法によれば、高音部および低音部がブー
ストされた音調補償和信号が、既に中間レンジがブース
トされている立体拡張信号に付加され、それにより、さ
もなければサラウンド音響システム、例えばDolby
(商標)5.1の中央拡声器に導かれることになる会話
または他の中央発信信号の明瞭性がさらに向上する。
【0016】結合回路をベースとする場合、様々な抵抗
およびコンデンサが互いに相互作用することに言及して
おく。系の低周波数ブレークポイントが約115Hzの
場合、系の低周波数ブレークポイントは、主としてコン
デンサ56および抵抗42、48および58の並列結合
によって決まり、コンデンサ44および50の効果は二
次的なものである。高周波数ブレークポイントが約5K
Hzの場合、系の高周波数ブレークポイントは、主とし
て、抵抗58に直列に結合された抵抗42および48に
それぞれ並列に接続されたコンデンサ44および50の
並列結合によって決まり、コンデンサ56の効果は二次
的なものである。
【0017】例示的実施形態では、各構成素子の値はそ
れぞれ、抵抗22、24、42および48が20K、抵
抗60および62が30K、抵抗68および70が47
K、抵抗34および58が10K、コンデンサ44およ
び50が2.2nf(ナノファラド)、コンデンサ56
が100nf、コンデンサ36および38が4.7n
f、およびコンデンサ32が100nfである。コンデ
ンサ72および74は結合コンデンサであり、その値は
1μf(マイクロファラド)である。
【0018】この音調補償は、空間的に拡張する2つの
チャネルに関して考察されているが、この音調補償は、
例えばサラウンド音響再生装置などの3チャネル以上の
系に適用することも可能である。サラウンド音響再生装
置では、例えば(L−R)、(R−L)信号などの差音
が後部拡声器に供給される。この音調補償は、後部拡声
器信号が空間的に拡張するかどうかに無関係に、あるい
は後部拡声器信号の中間レンジが空間的に拡張するかど
うかに無関係に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による立体音響拡張回路を示す図であ
る。
【図2】本発明の態様による音調補償付き立体音響拡張
回路を示す図である。
【符号の説明】
10 従来技術による立体拡張回路 11、12 演算増幅器(オペアンプ) 13 オペアンプ11の正(非反転)入力端子 14、16 入力ライン(入力リード線) 15 オペアンプ12の正(非反転)入力端子 17、20 出力ライン(拡張信号出力端子) 22、24、34、42、48、58、60、62、6
8、70 抵抗 26、28 反転入力部 30 フィルタ 32、36、38、44、50、56 コンデンサ 40、46 並列RC回路網 52、64、66 ノード 54 直列RC回路網 72、74 結合コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン アンダーソン フーバー アメリカ合衆国 46240 インディアナ州 インディアナポリス クランブルック ドライブ 3937 Fターム(参考) 5D062 AA12

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 L信号チャネルおよびR信号チャネルの
    ための立体音響拡張回路であって、 それぞれ第1および第2の増幅器を有するL信号チャネ
    ルおよびR信号チャネルであって、前記増幅器の各々
    は、それぞれ非反転入力端子、反転入力端子、および出
    力端子を有し、前記各増幅器の前記各入力端子の一方が
    それぞれの入力信号を受信する、L信号チャネルおよび
    R信号チャネルの各々と、 前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信し
    ないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路
    と、 信号を前記入力端子のもう一方の間で結合して、前記各
    出力端子に心理音響拡張効果を提供する回路手段と、 入力信号を受信する前記入力端子と前記各出力端子に結
    合された出力信号ノードとの間に結合された周波数依存
    回路による、L拡張信号およびR拡張信号の音調補償と
    を備えることを特徴とする立体音響拡張回路。
  2. 【請求項2】 前記L信号およびR信号の前記音調補償
    は低音部および/または高音部の周波数レンジ内にある
    ことを特徴とする請求項1に記載の立体音響拡張回路。
  3. 【請求項3】 前記L信号およびR信号は中間レンジの
    周波数信号に対して音調補償されることを特徴とする請
    求項1に記載の立体音響拡張回路。
  4. 【請求項4】 前記周波数補償手段は抵抗素子および容
    量素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の立体
    音響拡張回路。
  5. 【請求項5】 前記抵抗素子および容量素子は低域通過
    フィルタおよび高域通過フィルタのうちの少なくとも1
    つを構成することを特徴とする請求項4に記載の立体音
    響拡張回路。
  6. 【請求項6】 前記音調補償は前記チャネル間の交差結
    合を備えることを特徴とする請求項1に記載の立体音響
    拡張回路。
  7. 【請求項7】 チャネル間の前記交差結合はL+R信号
    ノードの形成を含むことを特徴とする請求項6に記載の
    立体音響拡張回路。
  8. 【請求項8】 前記拡張出力信号の各々に前記ノードの
    信号が付加されることを特徴とする請求項7に記載の立
    体音響拡張回路。
  9. 【請求項9】 前記拡張出力信号に対する前記ノードの
    前記L+R信号の付加は抵抗ドライバによって達成され
    ることを特徴とする請求項8に記載の立体音響拡張回
    路。
  10. 【請求項10】 L信号チャネルおよびR信号チャネル
    のための立体音響拡張回路であって、 それぞれ第1および第2の増幅器を有するL信号チャネ
    ルおよびR信号チャネルであって、前記増幅器の各々
    は、それぞれ非反転入力端子および反転入力端子、およ
    び出力端子を有し、前記各増幅器の前記各入力端子の一
    方がそれぞれの入力信号を受信する、L信号チャネルお
    よびR信号チャネルの各々と、 前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信し
    ないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路
    と、 信号を前記入力端子のもう一方の間で結合して、前記各
    出力端子に心理音響拡張効果を提供する回路手段と、 入力信号を受信する前記入力端子と前記各出力端子に結
    合された出力信号ノードとの間に結合された周波数依存
    回路による、L拡張信号およびR拡張信号の音調補償で
    あって、前記音調補償は、前記チャネル間の交差結合を
    備え、チャネル間の前記交差結合は、L+R信号ノード
    の形成を含み、前記拡張出力信号の各々に前記L+R信
    号ノードの信号が付加される音調補償とを備えることを
    特徴とする立体音響拡張回路。
  11. 【請求項11】 L信号チャネルおよびR信号チャネル
    のための立体音響拡張回路であって、 それぞれ第1および第2の増幅器を有するL信号チャネ
    ルおよびR信号チャネルであって、前記増幅器の各々
    は、それぞれ非反転入力端子および反転入力端子、およ
    び出力端子を有し、各増幅器の前記各入力端子の一方が
    それぞれの入力信号を受信する、L信号チャネルおよび
    R信号チャネルの各々と、 前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信し
    ないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路
    と、 信号を前記入力端子のもう一方の間で結合して、前記各
    出力端子に心理音響拡張効果を提供する回路手段と、 信号を受信する前記入力端子と前記各出力端子に結合さ
    れた出力信号ノードとの間に結合された周波数依存回路
    による、L拡張信号およびR拡張信号の音調補償であっ
    て、前記周波数補償回路は、抵抗素子および容量素子を
    具え、前記抵抗素子および容量素子は、低域通過フィル
    タおよび高域通過フィルタのうちの少なくとも1つを構
    成する音調補償とを備えることを特徴とする立体音響拡
    張回路。
  12. 【請求項12】 それぞれ増幅器を有する少なくとも1
    対の信号チャネルであって、各チャネルは増幅器を有
    し、各増幅器は、それぞれ非反転入力端子および反転入
    力端子、および出力端子を有し、各増幅器の前記各入力
    端子の一方がそれぞれの入力信号を受信する少なくとも
    1対の信号チャネルと、 前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信し
    ないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路
    と、 信号を受信する少なくとも2つの入力端子間、および前
    記各出力端子に結合された少なくとも2つの出力信号ノ
    ードの各々の間に、周波数依存回路を結合するための手
    段とを備えることを特徴とする回路。
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