JP2003516069A - Method for deriving at least three audio signals from two input audio signals - Google Patents

Method for deriving at least three audio signals from two input audio signals

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JP2003516069A JP2001541298A JP2001541298A JP2003516069A JP 2003516069 A JP2003516069 A JP 2003516069A JP 2001541298 A JP2001541298 A JP 2001541298A JP 2001541298 A JP2001541298 A JP 2001541298A JP 2003516069 A JP2003516069 A JP 2003516069A
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    • H04S5/005Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation  of the pseudo five- or more-channel type, e.g. virtual surround

Abstract

Various equivalent adaptive audio matrix arrangements are disclosed, each of which includes a feedback-derived control system that automatically causes the cancellation of undesired matrix crosstalk components in the matrix output. Each adaptive audio matrix arrangement includes a passive matrix that produces a pair of passive matrix signals in response to two input signals. A feedback-derived control system operates on each pair of passive matrix signals, urging the magnitudes of pairs of intermediate signals toward equality. Each control system includes variable gain elements and a feedback and comparison arrangement generating a pair of control signals for controlling the variable gain elements. Additional control signals may be derived from the two pairs of control signals for use in obtaining more than four output signals from the adaptive matrix.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】【Technical field】

本発明はオーディオ信号に関する。特に、本発明は、一対のオーディオ入力信
号の各流れ(又は「各信号」又は「各チャンネル」)から3つ又はそれ以上のオ
ーディオ入力信号の各流れ(又は「各信号」又は「各チャンネル」)を導出する
「適応」(又は「能動」)オーディオマトリックス方法を用いる「多重方向」(
又は「多重チャンネル」)オーディオ復号に関する。本発明は、各信号が方向と
関連づけられかつ符号化マトリックスによってより少ない数の各信号に結合され
たオーディオ信号を回復するのに有用である。本発明はそのような意図的マトリ
ックス符号化に関して記載されるが、本発明はなにも特定のマトリックス符号化
で用いられる必要はなくかつ元来2チャンネル再生用に記録された素材から満足
な方向効果を発生させるためにも有用である。
The present invention relates to audio signals. In particular, the present invention relates to three or more streams of audio input signals (or "each signal" or "each channel") from each pair of audio input signals (or "each signal" or "each channel"). ) Is derived using the "adaptive" (or "active") audio matrix method "multidirectional" (
Or "multi-channel") audio decoding. The present invention is useful for recovering audio signals in which each signal is associated with a direction and combined by a coding matrix into a smaller number of each signal. Although the present invention is described in terms of such an intentional matrix encoding, the present invention need not be used in any particular matrix encoding and is a satisfactory orientation from material originally recorded for two-channel playback. It is also useful for producing effects.

【0002】[0002]

【背景技術】[Background technology]

オーディオマトリックス符号化及び復号は先行技術でよく知られている。例え
ば、「4−2−4」マトリックス符号化及び復号では、4つの源信号、即ち、概
して4つの基本方向(例えば、左、中央、右及び環境又は左前方、右前方、左後
方及び右後方のような)が2つの信号へ振幅‐位相マトリックス符号化される。
2つの信号は伝送又は記憶された後、4つの元源信号の近似値を回復するために
振幅‐位相マトリックスデコーダで復号される。マトリックスデコーダでは復号
されたオーディオ信号間クロストークという周知の不利益を受けるので、復号さ
れた信号は近似値である。理想的には、復号された信号は、信号間に無限の境界
線を有する源信号と同一にされるべきである。しかし、マトリックスデコーダに
内在するクロストークは、隣接方向と関連する信号間で唯の3dBの分離に帰着
するに過ぎない。マトリックス特性が変わらないオーディオマトリックスは「受
動」マトリックスとして知られる。
Audio matrix encoding and decoding is well known in the prior art. For example, in "4-2-4" matrix encoding and decoding, four source signals, i.e. generally four fundamental directions (e.g. left, center, right and environment or left front, right front, left rear and right rear). , Etc.) is amplitude-phase matrix encoded into two signals.
After the two signals have been transmitted or stored, they are decoded with an amplitude-phase matrix decoder to recover an approximation of the four original signals. The decoded signal is an approximation because it suffers from the well-known disadvantage of crosstalk between decoded audio signals in a matrix decoder. Ideally, the decoded signal should be identical to the source signal with infinite boundaries between the signals. However, the crosstalk inherent in the matrix decoder results in only 3 dB of separation between signals associated with adjacent directions. An audio matrix whose matrix properties do not change is known as a "passive" matrix.

【0003】 マトリックスデコーダのクロストーク問題を克服するために、復号された信号
間の分離を改良してより密接に源信号を近似するように復号マトリックス特性を
適応的に変えることが先行技術では知られている。そのような能動デコーダのよ
く知られた例は、米国特許第4,799,260号に記載されたドルビープロロ
ジック(Dolby Pro Logic)デコーダである。同特許は参照によりそのすべてが
本明細書に含まれる。’260特許はそれに対する先行技術である多数の特許に
言及し、その多くは適応マトリックスデコーダの各種の他の型につき記載する。
他の先行技術特許は、米国特許第5,625,696、5,644,640、5
,504,819、5,428,687及び5,172,415号を含む。これ
らの各特許も参照によりそのすべてが本明細書に含まれる。
To overcome the crosstalk problem of matrix decoders, it is known in the prior art to improve the separation between the decoded signals and adaptively change the decoding matrix properties to more closely approximate the source signals. Has been. A well known example of such an active decoder is the Dolby Pro Logic decoder described in US Pat. No. 4,799,260. The patent is incorporated herein by reference in its entirety. The '260 patent refers to a number of prior art patents thereto, many of which describe various other types of adaptive matrix decoders.
Other prior art patents are US Pat. Nos. 5,625,696, 5,644,640 and 5,
, 504, 819, 5,428, 687 and 5,172,415. All of these patents are also incorporated herein by reference in their entirety.

【0004】 先行技術の適応技術マトリックスデコーダは、再生された信号のクロストーク
を低減させ、源信号をより密接に複写することを意図し、先行技術では各方法で
そのようにしているが、その多くは複雑かつ厄介であり、同方法では、デコーダ
を単純化してデコーダの精度を改良するのに用いられ得る、デコーダの中間信号
間の望ましい関係が認識されていない。
Prior art adaptive technology matrix decoders are intended to reduce crosstalk in the regenerated signal and more closely duplicate the source signal, which the prior art does in each method. Many are complex and cumbersome, and the method does not recognize the desired relationship between the intermediate signals of the decoder that can be used to simplify the decoder and improve the accuracy of the decoder.

【0005】 従って、本発明は、適応マトリックスデコーダの中間信号間でこれまで理解さ
れなかった関係を認識しかつそれを用いる方法及び装置に向けられる。これらの
諸関係を活用すること、特に負フィードバックを用いる自動自己相殺装置を用い
ることによって望ましくないクロストーク成分が容易に相殺され得る。
Accordingly, the present invention is directed to a method and apparatus for recognizing and using previously ununderstood relationships between intermediate signals of adaptive matrix decoders. Undesirable crosstalk components can be easily canceled by exploiting these relationships, especially by using an automatic self-cancellation device with negative feedback.

【0006】[0006]

【課題を解決する手段】[Means for solving the problem]

本発明の一面によると、本発明は2つの入力信号から少なくとも3つのオーデ
ィオ出力信号を導出する方法を構成し、そこでは2つのオーディオ信号に応答し
て2対のオーディオ信号を発生させる受動マトリックスによって2つの入力オー
ディオ信号から4つのオーディオ信号が導出される。即ち、導出されたオーディ
オ信号の第1対が第1軸上に横たわる各方向を表し(「左」及び「右」のような
)、導出されたオーディオ信号の第2対が第2軸上に横たわる各方向を表し(「
中央」及び「環境」のような)、前記第1及び第2軸が実質的に互いに直角をな
す。導出されたオーディオ信号の各対は、それぞれの第1及び第2対(それぞれ
左/右及び中央/環境対)の中間オーディオ信号を発生させるように処理され、中
間オーディオ信号各対において該オーディオ信号の該相対的振幅が同等になるよ
う強制される。第1対(左/右対)の中間信号が発生される導出されたオーディ
オ信号対(左/右対)の軸上に横たわる第1方向を表わす第1出力信号(左出力
信号Loutのような)は、同一極性で、中間オーディオ信号の第2対(中央/環
境対)の各々の少なくとも一成分を結合することによって発生される。第1対(
左/右対)の中間信号が発生される導出されたオーディオ信号対(左/右対)の軸
上に横たわる第2方向を表わす第2出力信号(右出力信号Routのような)は
、逆極性で、中間オーディオ信号の第2対(中央/環境対)の各々の少なくとも
一成分を結合することによって発生される。第1対(左/右対)の中間信号が発
生される導出されたオーディオ信号対(中央/環境対)の軸上に横たわる第1方
向を表わす第3出力信号(中央出力信号Cout又は環境出力信号Soutのよう
な)は、同一極性又は逆極性で、中間オーディオ信号の第1対(中央/環境対)
の各々の少なくとも一成分を結合することによって発生される。任意に、中間信
号の第2対(中央/環境)が発生される導出されたオーディオ信号の対(中央/環
境)の軸上に横たわる第2方向を表す第4信号(第3出力信号が中央出力信号C
outならば環境信号Sout、又は第3出力信号がSoutならばCoutのよ
うな)は、第3出力信号を同一極性で結合することによって発生されたならば、
逆極性で、又は第3出力信号が逆極性で結合することによって発生されたならば
、同一極性で、中間オーディオ信号の前記第1対 (左/右対)の各少なくとも一成分を結合することによって発生される。
  According to one aspect of the invention, the invention comprises at least three audio signals from two input signals.
A method for deriving an audio output signal, in which two audio signals are responsive
Two input audio channels by a passive matrix that generates two pairs of audio signals.
Four audio signals are derived from the audio signal. That is, the derived audio
The first pair of signals represents each direction lying on the first axis (such as "left" and "right").
), Representing each direction in which the second pair of derived audio signals lies on the second axis ("
(Such as "center" and "environment"), the first and second axes are substantially perpendicular to each other.
You Each pair of derived audio signals comprises a respective first and second pair (respectively
Middle / left / right and center / environment pair) processed to produce an intermediate audio signal
The relative amplitudes of the audio signals are equal in each pair of inter-audio signals.
Will be forced. Derived audio where the first pair (left / right pair) of intermediate signals is generated
A first output signal (left output) representing the first direction lying on the axis of the signal pair (left / right pair)
Signal LoutIs a second pair of intermediate audio signals (center / ring) with the same polarity.
Boundary) is generated by combining at least one component of each. First pair (
Axis of the derived audio signal pair (left / right pair) where the intermediate signal (left / right pair) is generated
The second output signal (the right output signal RoutLike)
, At least each of the second pair (central / environmental pair) of opposite polarity, intermediate audio signals
It is generated by combining one component. Intermediate signal of the first pair (left / right pair) is emitted
The first one lying on the axis of the derived derived audio signal pair (center / environment pair)
Third output signal (center output signal CoutOr environmental output signal SoutAs
Na) is the first pair of intermediate audio signals (center / environment pair) with the same or opposite polarities.
Generated by combining at least one component of each of the. Optional, intermediate communication
The second pair of signals (center / environment) is generated, the pair of derived audio signals (center / ring)
The fourth signal (third output signal is the central output signal C) that represents the second direction lying on the axis of
outThen environmental signal Sout, Or the third output signal is SoutThen CoutNo
Is generated by combining the third output signals with the same polarity,
If generated in opposite polarity or by combining the third output signal in opposite polarity
, The first pair of intermediate audio signals of the same polarity Generated by combining each at least one component (left / right pair).

【0007】 符号化された信号間でこれまで価値が認められなかった関係は、中間オーディ
オ信号各対の大きさが平等になるように強制されることによって、復号された出
力信号の望ましくないクロストーク成分が実質的に抑圧されると言うことである
。同原理は、実質的なクロストーク相殺を達成するために完全な平等を要しない
。このような処理は、望ましくないクロストーク成分の相殺を自動的に行うよう
にさせる負フィードバック装置を用いることによって容易にかつ望ましく実施さ
れる。
The previously unrecognized relationship between the coded signals is that the undesired crossing of the decoded output signals is forced by equalizing the magnitude of each pair of intermediate audio signals. That is, the talk component is substantially suppressed. The principle does not require perfect equality to achieve substantial crosstalk cancellation. Such processing is easily and desirably performed by using a negative feedback device that causes automatic cancellation of unwanted crosstalk components.

【0008】 本発明は、同等のトポロジーをもつ各実施形態を含む。上記すべての実施形態
において各中間信号は、一対の入力信号に作用する受動マトリックスから導出さ
れ、これらの中間信号が平等になるように強制される。第1トポロジーを用いる
実施形態では、中間信号の相殺成分は、出力信号を発生させるために受動マトリ
ックス信号(入力信号に作用する又は別の受動マトリックスからの)と結合され
る。第2トポロジーを用いる実施形態では、中間信号対が出力信号に結合される
The present invention includes each embodiment having an equivalent topology. In all of the above embodiments, each intermediate signal is derived from a passive matrix that acts on a pair of input signals and forces these intermediate signals to be equal. In embodiments using the first topology, the cancellation component of the intermediate signal is combined with the passive matrix signal (acting on the input signal or from another passive matrix) to produce the output signal. In embodiments using the second topology, the intermediate signal pair is coupled to the output signal.

【0009】 本発明の他の面は、追加の出力信号を発生させる追加の制御信号の導出を含む
Another aspect of the invention involves the derivation of an additional control signal that produces an additional output signal.

【0010】 本発明の第1目的は、先行技術では前例のない、精度に関する特定要件のない
回路を用いると共に制御路の異常な複雑さを要しない回路要素を用いて、広範な
各種の入力信号条件下で測定かつ知覚可能に高度なクロストーク相殺を達成する
ことである。
A first object of the present invention is to provide a wide variety of input signals by using a circuit that does not have a specific requirement for accuracy, which is unprecedented in the prior art, and a circuit element that does not require an abnormal complexity of a control path. Achieving a high degree of crosstalk cancellation that is measurable and perceptible under conditions.

【0011】 本発明の他の目的は、先行技術の回路より単純かつ低コストの回路要素でその
ような高性能を達成することである。
Another object of the present invention is to achieve such high performance with simpler and less costly circuit elements than prior art circuits.

【0012】[0012]

【本発明を実施する最良の態様】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

受動復号マトリックスが図1に機能的かつ図式的に示される。以下のは出力を
入力L及び R(左全体及び右全体) Lout=L (式1) Rout=R (式2) Cout=1/2*(L+R) (式3) Sout=1/2*(L−R) (式4) 本明細書全体を通して上記又は他の各式で用いられるで符号「*」は乗算を示
す。
The passive decoding matrix is shown functionally and diagrammatically in FIG. The following is the input L t and R t (whole left and right) L out = L t (Equation 1) R out = R t (Equation 2) C out = 1/2 * (L t + R t ) ( Equation 3) S out = 1/2 * (L t −R t ) (Equation 4) As used in the above and other equations throughout this specification, the symbol “*” indicates multiplication.

【0013】 中央出力は各入力の和であり、環境出力は各入力の差である。さらに、双方共
に任意の尺度化(縮尺)を有し、説明を簡単にするために1/2にされる。他の
尺度化値も可能である。Coutは、縮尺率+1/2を持つL及びRを線形
結合器2に作用させることによって得られる。Sout出力は、それぞれ縮尺率
+1/2及び−1/2を持つL及びRを線形結合器4に作用させることによっ
て得られる。
The central output is the sum of each input and the environmental output is the difference of each input. Furthermore, both have arbitrary scaling (scale) and are halved for ease of explanation. Other scaled values are possible. C out is obtained by acting on L t and R t with a scale factor of 1/2 to the linear combiner 2. The S out output is obtained by acting on the linear combiner 4 L t and R t with scales +1/2 and -1/2 respectively.

【0014】 図1の受動マトリックスは、従って2対のオーディオ信号、即ち、第1対であ
るLoutとRout及び第2対であるCoutとSoutを発生させる。この
例では、受動マトリックスの基本方向は、左、中央、右及び環境と呼ばれる。隣
接する各基本方向は、これらの方向ラベルに対して、左が中央及び環境に隣接す
るように、環境が左及び右に隣接するように等、互いに直角をなす軸上に横たわ
る。本発明は任意の直角2:4復号マトリックスに適用される。
The passive matrix of FIG. 1 thus produces two pairs of audio signals: the first pair L out and R out and the second pair C out and S out . In this example, the basic directions of the passive matrix are called left, center, right and environment. Each adjacent elementary direction lies on an axis at right angles to these direction labels, such that the left is adjacent to the center and the environment, the environment is adjacent to the left and right, and so on. The invention applies to any quadrature 2: 4 decoding matrix.

【0015】 受動マトリックスデコーダは、mオーディオ信号からnオーディオ信号を導出
し、不変関係{例えば、図1ではCoutは常に1/2*(Rout+Lout
}によりnはmより大きい。対照的に、能動マトリックスデコーダは可変関係に
よりnオーディオ信号を導出する。能動マトリックスを構成する一方法は、信号
依存の各信号成分を受動マトリックスの各出力信号と結合することである。例え
ば、図2に機能的かつ図式的に示されるように、受動マトリックス出力の可変的
に尺度化された出力を導出する、4つのVCA(電圧制御アンプ)6、8、10
及び12は、線形結合器14、16、18及び20内で、変化されてない受動マ
トリックス出力(即ち、結合器2及び4の2つの出力に沿った2つの入力自体)
と合算される。各VCAは、受動マトリックスの左、右、中央及び環境からそれ
ぞれ導出されたそれらの入力をもつので、それらの利得はg、g、g及び
(すべて正)と呼ばれ得る。VCA出力信号は相殺信号を構成すると共に、
クロストークを抑圧することによってマトリックスデコーダの方向性を向上させ
るために、相殺信号が導出される各方向からのクロストークをもつ、受動的に導
出された出力と結合される。
A passive matrix decoder derives an n audio signal from an m audio signal and has an invariant relationship (eg C out is always 1/2 * (R out + L out ) in FIG. 1).
}, N is larger than m. In contrast, active matrix decoders derive n audio signals with a variable relationship. One way to construct an active matrix is to combine each signal-dependent signal component with each output signal of the passive matrix. For example, as shown functionally and diagrammatically in FIG. 2, four VCAs (Voltage Controlled Amplifiers) 6, 8, 10 deriving a variably scaled output of the passive matrix output.
And 12 are unchanging passive matrix outputs in linear combiners 14, 16, 18 and 20 (ie the two inputs themselves along with the two outputs of combiners 2 and 4).
Is summed up with. Each VCA is left passive matrix, right, since having their inputs derived respectively from the center and the environment, their gain g l, g r, may be referred to as g c and g s (all positive). The VCA output signal constitutes a cancellation signal and
To improve the directivity of the matrix decoder by suppressing crosstalk, the cancellation signal is combined with a passively derived output with crosstalk from each direction from which it is derived.

【0016】 図2の装置では、受動マトリックスの各路がなお存在することに注目のこと。
各出力は、各受動マトリックス出力と2つのVCA出力との和である。VCA出
力は、それぞれの受動マトリックス出力に対する所望のクロストーク相殺を与え
るために、クロストーク成分は隣接する基本方向を表す各出力で起こることを考
慮して、各VCA出力が選択されかつ尺度化される。例えば、中央信号は受動的
に復号された左及び右信号のクロストークをもち、環境信号は受動的に復号され
た左及び右信号のクロストークをもつ。従って、左信号出力は、受動的に復号さ
れた中央及び環境信号から得られた相殺信号成分と結合されるべきであり、また
他の4つの出力についても同様である。図2において各信号が尺度化され、極性
化されかつ結合される方法が、所望のクロストーク抑制を与える。ゼロから1の
範囲でそれぞれのVCA利得を変えることによって(図2の尺度化例に関して)
受動的に復号された出力の望ましくないクロストーク成分が抑制され得る。
Note that in the device of FIG. 2, each path of the passive matrix is still present.
Each output is the sum of each passive matrix output and the two VCA outputs. The VCA outputs are selected and scaled to give the desired crosstalk cancellation for each passive matrix output, taking into account that crosstalk components occur at each output representing adjacent fundamental directions. It For example, the center signal has passively decoded left and right signal crosstalk and the environmental signal has passively decoded left and right signal crosstalk. Therefore, the left signal output should be combined with the cancellation signal component derived from the passively decoded center and environment signals, as well as the other four outputs. The manner in which each signal is scaled, polarized and combined in FIG. 2 provides the desired crosstalk suppression. By varying each VCA gain from zero to one (for the scaling example of FIG. 2)
Undesired crosstalk components of the passively decoded output can be suppressed.

【0017】 図2の装置は以下の式をもつ。[0017]   The device of FIG. 2 has the following formula:

【0018】 Lout=Lt‐g*(Lt+Rt)‐gs*1/2*(Lt−Rt) (式5) Rout=Rt‐g*1/2*(Ltt)+gs*1/2*(Lt−Rt) (式6) Cout=1/2*(Lt+Rt)‐g*1/2*Lt‐g*1/2*Rt (式7) Sout=1/2*(Lt−Rt)‐g*1/2*L+g*1/2*R (式8)L out = L t −g c * (L t + R t ) −g s * 1/2 * (L t −R t ) (Equation 5) R out = R t −g c * 1/2 * (L t R t) + g s * 1/2 * (L t -R t) ( equation 6) C out = 1/2 * (L t + R t) -g l * 1/2 * L t -g r * 1/2 * R t (Equation 7) S out = 1/2 * (L t −R t ) −g l * 1/2 * L t + g r * 1/2 * R t (Equation 8)

【0019】 すべてのVCAがゼロの利得をもつならば、装置は受動マトリックスと同一で
ある。すべてのVCAの任意の等価に対して、図2の装置は一定尺度化を除けば
受動マトリックスと同一である。例えば、すべてのVCAが0.1の利得を持つ
ならば、 Lout=Lt‐0.05*(Lt+Rt)‐0.05*(Lt−Rt)=0.9*Ltout=Rt‐0.05*(Lt+Rt)‐0.05*(Lt−Rt)=0.9*Rtout=1/2*(Lt+Rt)‐0.05*Lt‐0.05*Rt=0.9*1/2*(Lt+Rt) Sout=1/2*(Lt−Rt)‐0.05*Lt+0.05*Rt=0.9*1/2*(Lt‐Rt) 結果は、縮尺率0.9で縮尺された受動マトリックスである。従って、以下に
記載する、静止した(無活動)VCA利得の正確な値は決定的ではない。
If all VCA's have zero gain, the device is identical to the passive matrix. For any equivalent of all VCA's, the device of FIG. 2 is identical to the passive matrix except for constant scaling. For example, if all of the VCA has a gain of 0.1, L out = L t -0.05 * (L t + R t) -0.05 * (L t -R t) = 0.9 * L t R out = R t -0.05 * (L t + R t ) -0.05 * (L t -R t) = 0.9 * R t C out = 1/2 * (L t + R t) -0.05 * L t -0.05 * R t = 0.9 * 1/2 * (L t + R t) S out = 1/2 * (L t -R t) -0.05 * L t + 0.05 * R t = 0.9 * 1/2 * (L t -R t) result Is a passive matrix scaled to a scale of 0.9. Therefore, the exact value of the stationary (inactive) VCA gain, described below, is not critical.

【0020】 一例を検討すると、基本方向(左、右、中央及び環境)のみに対して、それぞ
れの各入力信号は、Ltのみ、Rtのみ、Lt=Rt(同一極性)及びLt=‐Rt
逆極性)であり、対応する所望の各出力は、Loutのみ、Routのみ、Coutのみ
及びSoutのみである。各場合において、理想的には、一出力のみは一信号を与
えるべきであり、残余のものは何も与えるべきではない。
Considering an example, for each of the basic directions (left, right, center and environment), each respective input signal is L t only, R t only, L t = R t (same polarity) and L t. t = -R t (
Opposite polarity) and the corresponding desired outputs are L out only, R out only, C out only and S out only. In each case, ideally only one output should give one signal and the rest should give nothing.

【0021】 検査により、各VCAが制御されて、所望の基本方向に相当する1つが1の利
得をもち、残余のものが1より遥かに小さいとするならば、所望の1つを除くす
べての出力において、VCA信号は不要な入力を出力を相殺するであろう。既に
述べたように、図2の構成では、VCA出力は隣接の基本方向(受動マトリック
スはその中にクロストークを有する)のクロストーク成分を相殺するように作動
する。
The test controls each VCA such that if one corresponding to the desired fundamental direction has a gain of one and the rest is much less than one, all but one desired. At the output, the VCA signal will cancel the unwanted input to the output. As previously mentioned, in the configuration of FIG. 2, the VCA output operates to cancel the crosstalk component in the adjacent fundamental direction (the passive matrix has crosstalk in it).

【0022】 従って、例えば、両入力が平等な同位相信号で供給されるとすれば、Rt=Lt =(例えば)1であり、その結果としてgc=ゼロ及びgl、gr及びgsはすべて
ゼロとなり、以下が得られる。
Thus, for example, if both inputs are provided with equal in-phase signals, then R t = L t = (for example) 1, resulting in g c = zero and g l , g r and g s are all zero and we have:

【0023】 Lout=1‐1*1/2*(1+1)‐0*1/2*(1−1)=0 Rout=1‐1*1/2*(1+1)+0*1/2*(1−1)=0 Cout=1/2*(1+1)−0*1/2*1‐0*1/2*1=1 Sout=1/2*(1-1)−0*1/2*1+0*1/2*1=0 唯一の出力は所望のCoutからである。同様な計算は、同一のことが他の3つ
の基本方向の1つのみからの信号の場合に当てはまることを立証するであろう。
L out = 1-1 * 1/2 * (1 + 1) -0 * 1/2 * (1-1) = 0 R out = 1-1 * 1/2 * (1 + 1) + 0 * 1/2 * (1-1) = 0 C out = 1/2 * (1 + 1) -0 * 1/2 * 1-0 * 1/2 * 1 = 1 S out = 1/2 * (1-1) -0 * 1/2 * 1 + 0 * 1/2 * 1 = 0 The only output is from the desired Cout . Similar calculations will prove that the same is true for signals from only one of the other three fundamental directions.

【0024】 式5、6、7及び8は以下のように同等に記載し得る。[0024]   Equations 5, 6, 7 and 8 may be equivalently written as:

【0025】 Lout=1/2*(Lt+Rt)*(1‐gc)+1/2*(Lt−Rt)*(1‐gs) (式9) Cout=1/2*Lt*(1‐gl)+1/2*Rt*(1‐gr) (式10) Rout=1/2*(Lt+Rt)*(1‐gc)−1/2*(Lt−Rt)*(1‐gs) (式11) Sout=1/2*Lt*(1‐gl)−1/2*R*(1‐gr) (式12) この装置では、各出力は2つの信号の結合である。Lout及びCoutは、入力信
号の和と差及び和と差VCA(その入力は中央及び環境方向から導出され、対を
なす方向は左及び右方向に対して直角である)の各利得の双方を含む。Cout
びSoutは、実際の各入力信号及び左と右VCA(その入力は左及び右向から導
出され、対をなす各方向は中央及び環境方向に対して直角である)の各利得を含
む。
L out = 1/2 * (L t + R t ) * (1-g c ) + 1/2 * (L t −R t ) * (1-g s ) (Equation 9) C out = 1 / 2 * L t * (1- g l) + 1/2 * R t * (1-g r) ( equation 10) R out = 1/2 * (L t + R t) * (1-g c) -1 / 2 * (L t −R t ) * (1-g s ) (Equation 11) S out = 1/2 * L t * (1-g l ) −1 / 2 * R t * (1-g r (Equation 12) In this device, each output is the combination of two signals. L out and C out are of each gain of the sum and difference of the input signals and the sum and difference VCA (its inputs are derived from the central and environmental directions, the paired directions being at right angles to the left and right directions). Including both. C out and S out are the actual input signals and the respective gains of the left and right VCA (the inputs are derived from the left and right orientations, each paired direction being at right angles to the central and environmental directions). Including.

【0026】 非基本方向を考察すると、そこではRtは、同一極性であるが減衰された同一
信号Ltと共に供給される。この条件は、左及び中央基本方向間のある場所に置
かれた信号を表し、従ってLout及びCoutからの出力を伝え、Rout及びSout
らは殆ど又は全く出力を伝えるべきではない。
Considering the non-fundamental direction, R t is provided with the same signal L t of the same polarity but attenuated. This condition represents a signal placed somewhere between the left and center fundamental directions, and therefore should carry the outputs from L out and C out and little or no output from R out and S out .

【0027】 Rout及びSoutについては、2つの項が大きさは同等であるが極性が逆である
とすればこのゼロ出力が達成される。
For R out and S out , this zero output is achieved if the two terms are of equal magnitude but opposite polarities.

【0028】 Routにつき、この相殺に対する関係は以下のとおりである。For R out , the relationship to this offset is:

【0029】 [1/2*(Lt+Rt)*(1‐gc)の大きさ =[1/2*(Lt‐Rt)*(1‐g)の大きさ (式13) Soutにつき、対応する関係は以下のとおりである。The magnitude of [1/2 * (L t + R t ) * (1-g c ) = the magnitude of [1/2 * (L t −R t ) * (1-g s ) (equation 13 ) For S out , the corresponding relationship is as follows.

【0030】 [1/2*Lt*(1‐g)の大きさ =[1/2*Rt*(1‐g)の大きさ (式14) 任意の2基本方向間でパンされた(又は単に置かれた)信号の考察は、同一の
2つの関係を現すであろう。言い換えると、各入力信号が任意の2つの隣接出力
間でパンされた音を表す場合、これらの大きさ関係は、音がこれらの2隣接基本
方向に対応する出力から現れかつ他の2出力は何も伝えないことを保証するであ
ろう。その結果を実質的に達成するために、各式9−12の2つの各項の大きさ
は平等になるように強制、即ち、強制されるべきである。これは能動マトリック
ス内の2対の信号の相対的大きさを等しく保つことを追求することによって達成
し得る。即ち、 [(Lt+Rt)*(1‐gc)の大きさ =[(Lt‐Rt)*(1‐g)の大きさ (式15) [Lt*(1‐g)の大きさ =[Rt*(1‐g)の大きさ (式16) 式15及び16に示される所望の関係は、尺度化の省略を除き式13及び14
のものと同一である。各信号が結合される極性及びそれらの尺度化は、図2の結
合器14、16、18及び20におけるようにそれぞれの出力が得られる時に処
理され得る。
[1/2 * L t * (1-g l ) size = [1/2 * R t * (1-g r ) size (Equation 14) Pan between any two basic directions A consideration of the signal that has been dropped (or simply placed) will reveal the same two relationships. In other words, if each input signal represents a sound that is panned between any two adjacent outputs, then these loudness relationships are such that the sound emerges from the outputs corresponding to these two adjacent fundamental directions and the other two outputs are It will ensure that you do not convey anything. To substantially achieve that result, the magnitudes of the two terms in each equation 9-12 should be forced, ie, forced, to be equal. This can be achieved by seeking to keep the relative magnitudes of the two pairs of signals in the active matrix equal. That is, the magnitude of [(L t + R t ) * (1-g c ) = the magnitude of [(L t −R t ) * (1-g s ) (Equation 15) [L t * (1-g l) size = [R t * (1- g r) of the desired relationship in size (represented by the formula 16) 15 and 16, formula except for the omission of scaling 13 and 14
Is the same as The polarities to which each signal is combined and their scaling can be processed when the respective outputs are obtained, as in combiners 14, 16, 18 and 20 of FIG.

【0031】 本発明は、これまで価値が認められていなかった平等な振幅規模関係の発見に
基づくと共に、以下に述べるように、これらの関係を保つために自動フィードバ
ック制御の使用に基づくのが望ましい。
The present invention is based on the discovery of equal amplitude magnitude relationships not previously appreciated, and is preferably based on the use of automatic feedback control to maintain these relationships, as described below. .

【0032】 不要なクロストーク信号成分の相殺に関する上記検討及び基本方向に対する要
件から、本説明に用いられる尺度化に関してVCAに対する最大利得は1である
べきことを結論づけることができる。対をなす一VCAの利得がその静止値から
1に向けて上昇することを要する時、同対の他方は静止利得に留まるか又は逆方
向に移動し得る。便利な実際的関係は同対の利得の積を一定に保つことである。
dB利得がVCA制御電圧の線形関数であるアナログVCAを用いることで、制
御電圧が対の2つに平等(しかし事実上逆極性で)に加えられるとすれば、これ
は自動的に起こる。勿論、本発明は、アナログ成分を用いるよりはむしろデジタ
ル的又はソフトウエアの形で実施され得る。
From the above discussion of cancellation of unwanted crosstalk signal components and the requirement for the fundamental direction, it can be concluded that the maximum gain for VCA should be unity for the scaling used in this description. When the gain of one VCA in the pair needs to rise from its quiescent value towards 1, the other of the pair can either stay in quiescent gain or move in the opposite direction. A convenient practical relationship is to keep the product of the same pair of gains constant.
By using an analog VCA where the dB gain is a linear function of the VCA control voltage, this will happen automatically if the control voltage is applied equally (but in reverse polarity) to the two of the pairs. Of course, the invention may be implemented digitally or in software rather than using analog components.

【0033】 従って、例えば、静止利得を1/aとすれば、各対の2つの利得間の実際的関
係は以下のようなそれらの積であり得る。
Thus, for example, given a static gain of 1 / a, the practical relationship between the two gains of each pair could be their product:

【0034】 g*gr=1/a及び gc*gs=1/a “a”に対する値は10乃至20の囲にあるであろう。The values for g l * g r = 1 / a 2 and g c * g s = 1 / a 2 “a” will be in the range 10-20.

【0035】 図3は、図2の左及び右VCA(それぞれ6及び12)に対するフィードバッ
ク導出される制御システムを示す。それは入力信号 Lt及びRtを受信し、中間
信号Lt*(1‐g)及びRt*(1‐g)を得るためにそれらを処理し、中間
信号の大きさを比較し、大きさの任意の差に応答して誤り信号を発生させる。誤
り信号は各VCAを通じて大きさの差を減少させるようにする。そのような結果
を達成させる一方法は、それらの大きさを導出するために中間信号を整流して2
つの大きさ信号を比較器に加え、比較器が、例えば、Lt信号の増加がgを増
加させかつgrを減少させるような極性で各VCAの利得を制御するようにさせ
ることである。各回路値(又は、デジタル又はソフトウエア実施例の同等値)は
、比較器の出力がゼロならば、静止アンプ利得が1未満になるように選ばれる。
FIG. 3 shows a feedback derived control system for the left and right VCAs of FIG. 2 (6 and 12 respectively). It receives the input signals L t and R t , processes them to obtain intermediate signals L t * (1-g l ) and R t * (1-g r ) and compares the magnitudes of the intermediate signals. , Generate an error signal in response to any difference in magnitude. The error signal should reduce the magnitude difference through each VCA. One way to achieve such a result is to rectify the intermediate signals to derive their magnitude.
One of the added magnitude signal to the comparator, the comparator, for example, is that the increase of the L t signal is to control the gain of each VCA polar such as to reduce the and g r increases g l . Each circuit value (or equivalent value in a digital or software embodiment) is chosen such that the quiescent amplifier gain is less than 1 if the comparator output is zero.

【0036】 アナログ領域では、比較機能を実施する実際的方法は、2つの大きさを対数領
域に変換し、比較器がそれらの比を決めるよりはむしろそれらを減算するように
させることである。多くのアナログVCAは制御信号の指数に比例する利得を有
し、対数を基礎とする比較器の制御出力の真数を内在的かつ便宜的にとるように
される。しかし、対照的に、デジタル的に実施されるならば、2つの大きさを分
割し、結果的に得られたものをVCA機能に対する直接乗数又は除数として用い
ることがより便利であろう。
In the analog domain, a practical way to implement the comparison function is to convert the two magnitudes to the logarithmic domain and have the comparator subtract them rather than determine their ratio. Many analog VCA's have a gain that is proportional to the exponent of the control signal so that the logarithmic based control output of the comparator is inherently and expediently taken. However, in contrast, if implemented digitally, it would be more convenient to divide the two magnitudes and use the resulting one as a direct multiplier or divisor for the VCA function.

【0037】 さらに特定的すると、図3に示されるように、Lt入力は左VCA6及び線形
結合器22に加えられ、そこでそれは+1の尺度化が施される。左VCA6出力
は‐1尺度化(従って減算器を構成する)で結合器22に加えられ、結合器22
の出力が全波整流器24に加えられる。Rt入力は右VCA12及び線形結合器
26に加えられ、そこでそれは+1の尺度化が施される。右VCA12出力は‐
1の尺度化(従って減算器を構成する)で結合器26に加えられ、結合器26の
出力が全波整流器28に加えられる。整流器24及び28各出力は、それぞれ演
算増幅器30の非反転及び反転入力に加えられる。オペアンプ30出力は、反転
なしでVCA6の利得制御入力にかつ極性反転されてVCA12の利得制御入力
に加えられる、誤り信号の性質をおびた制御信号を与える。誤り信号は、大きさ
が平等にされるべき2信号の大きさの相違を示す。この誤り信号は、各中間信号
の大きさの差を減少させるために各VCAを正しい方向に「向ける」ように用い
られる。結合器16及び18への出力はVCA6及び12からとられる。従って
、各中間信号の成分のみが出力結合器、即ち、Ltr及びRtlに加えられる。
More specifically, as shown in FIG. 3, the L t input is applied to the left VCA 6 and linear combiner 22, where it is scaled by +1. The left VCA6 output is applied to combiner 22 with -1 scaling (thus forming a subtractor),
Is applied to the full wave rectifier 24. The R t input is applied to the right VCA 12 and the linear combiner 26, where it is scaled by +1. Right VCA 12 output is-
A scale of 1 (thus forming a subtractor) is applied to combiner 26 and the output of combiner 26 is applied to full wave rectifier 28. Each output of rectifiers 24 and 28 is applied to the non-inverting and inverting inputs of operational amplifier 30, respectively. The output of the op amp 30 provides a control signal, characterized by an error signal, which is applied to the gain control input of VCA 6 without inversion and to the gain control input of VCA 12 with polarity inversion. The error signal indicates the difference in the magnitude of the two signals that should be equalized in magnitude. This error signal is used to "point" each VCA in the correct direction to reduce the magnitude difference between each intermediate signal. The outputs to combiners 16 and 18 are taken from VCAs 6 and 12. Therefore, only the component of each intermediate signal is output coupler, i.e., added to L t g r and R t g l.

【0038】 定常状態信号条件のために、十分なループ(閉回路)利得を与えることによっ
て大きさの差は無視できる大きさに減少され得る。しかし、実質的なクロストー
ク相殺を達成するために大きさの差をゼロ又は無視できる量に減少させる必要は
ない。例えば、dB差を10倍だけ下げるのに十分なループ利得は、理論的に最
悪の場合でも30dB低下よりよいクロストークに帰着する。動的条件に対して
は、フィードバック制御装置の時定数は、一面では少なくとも大抵の信号条件に
対して本質的に聴取不能にするために大きさが平等になるよう強制するように選
択すべきである。記載された各種構成における時定数選択の詳細は本発明の範囲
外である。
Due to the steady state signal conditions, the magnitude difference can be reduced to a negligible magnitude by providing sufficient loop (closed circuit) gain. However, it is not necessary to reduce the magnitude difference to zero or a negligible amount to achieve substantial crosstalk cancellation. For example, a loop gain sufficient to reduce the dB difference by a factor of 10 results in a crosstalk that is theoretically better than a 30 dB reduction at worst. For dynamic conditions, the time constant of the feedback controller should, in one aspect, be chosen to force it to be of equal magnitude to render it essentially inaudible for at least most signal conditions. is there. The details of time constant selection in the various configurations described are outside the scope of the present invention.

【0039】 回路パラメータは、約20dBの負フィードバックを与えかつVCA利得が1
を超え得ないように選ばれるのが望ましい。VCA利得はある小さな値(例えば
、1より遥かに小さい1/a)から、図2、4及び5の装置と関連して本明細
書に記載された各尺度化例に対する1の数(単位元)以下の範囲で変わる。負フ
ィードバックのため図3の装置は、整流器に入る信号をほぼ同等に保持するよう
に作動する。
The circuit parameters give a negative feedback of about 20 dB and the VCA gain is unity.
It is desirable to be selected so as not to exceed. The VCA gain is from a small value (eg, 1 / a 2 much less than 1) to a number of 1 (units for each scaling example described herein in connection with the apparatus of FIGS. 2, 4 and 5). Original) It changes within the following range. Due to the negative feedback, the device of Figure 3 operates to keep the signals entering the rectifier approximately equal.

【0040】 利得が小さいならばその正確な値は決定的ではないので、対の一方の利得が1
に向けて上昇する時はいつでも他方の利得を小さい値に強制するような任意の関
係は何れも同様な受容可能な結果を生じさせるであろう。
If the gain is small, its exact value is not conclusive, so one of the gains in the pair is 1
Any relationship that forces the other gain to a small value whenever it rises toward will yield similar acceptable results.

【0041】 図2の中央及び環境VCA(それぞれ、8及び10)に対するフィードバック
導出される制御システムは、既に述べた通り、図3の装置と実質的に同一である
。しかし、Lt及びRtではなくてそれらの和及び差を受信し、VCA6及びVC
A12(それぞれの中間信号成分を構成する)からのその出力を結合器14及び
20へ加える。
The feedback derived control system for the central and environmental VCA (8 and 10 respectively) of FIG. 2 is substantially the same as the apparatus of FIG. 3 as already mentioned. However, instead of receiving L t and R t , their sum and difference are received, and VCA6 and VC
Its output from A12 (which constitutes the respective intermediate signal component) is applied to combiners 14 and 20.

【0042】 従って、精度につき特別な要件をもたない回路要素を用いると同時に信号路内
に統合される単純な制御路を利用して、広範な各種の入力信号条件下で、高度な
クロストーク相殺が達成され得る。フィードバック導出される制御システムは、
中間オーディオ信号各対の中間オーディオ信号の相対的振幅が平等になるのが強
制されるように、受動マトリックスからの各対のオーディオ信号を処理するため
に作動する。
Therefore, a high degree of crosstalk can be achieved under a wide variety of input signal conditions by using circuit elements having no special requirement for accuracy and at the same time utilizing a simple control path integrated in the signal path. Offsets can be achieved. The feedback derived control system is
Intermediate Audio Signal Operates to process each pair of audio signals from the passive matrix such that the relative amplitudes of the intermediate audio signals of each pair are forced to be equal.

【0043】 図3に示される、フィードバック導出される制御システムは、整流器24及び
28への各入力が平等になるのが逆に強制されるように2つのVCA6及びVC
A12の利得を制御する。これらの2項が平等になるように強制される程度は、
整流器、それらに続く比較器30及び各VCAの利得/制御関係の特性に依存す
る。ループ利得が大きい程ますます平等性は接近するが、平等に向けた強制はこ
れらの要素の特性に関係なく起こるであろう(勿論信号の極性はレベル差を低減
するようにされることが前提条件である)。実際に、比較器は無限の利得をもた
ず、有限利得の減算器として実現される。
The feedback derived control system, shown in FIG. 3, has two VCA 6 and VC so that each input to rectifiers 24 and 28 is forced to be equal.
Control the gain of A12. To the extent that these two terms are forced to be equal,
It depends on the characteristics of the rectifiers, their subsequent comparators 30, and the gain / control relationship of each VCA. The greater the loop gain, the closer the equality gets, but the forcing towards equality will occur irrespective of the characteristics of these factors (assuming that the signal polarities are of course designed to reduce the level difference). Conditions). In fact, the comparator does not have infinite gain and is implemented as a finite gain subtractor.

【0044】 整流器が線形、即ち、それらの出力が入力の大きさに直接比例するとすれば、
比較器又は減算器は出力は信号電圧又は電流差の関数である。その代わりに、整
流器がそれらの入力の大きさの対数、即ち、dBで表わされたレベルに応答する
とすれば、比較器入力で行われる減算は入力レベルの比をとることと同等である
。それでは結果が信号の絶対レベルには依存しないがdBで表わされた信号の差
のみに依存するので、これは有益である。
Given that the rectifiers are linear, ie their output is directly proportional to the magnitude of the input,
The output of the comparator or subtractor is a function of the signal voltage or current difference. If instead the rectifiers respond to the logarithm of their input magnitude, ie the level expressed in dB, the subtraction done at the comparator inputs is equivalent to taking a ratio of the input levels. This is beneficial as the result then does not depend on the absolute level of the signal but only on the difference of the signals expressed in dB.

【0045】 より密接に人の知覚を反映するdBで表わされた源信号レベルを考察すると、
他の事項は平等として、これはループ利得が大きさに無関係であることを意味し
、従って平等になるよう強制する程度も同様に大きさに無関係である。勿論、若
干の非常に低いレベルでは、対数整流器は正確に作動しなくなり、それ故に入力
閾値がありそれ以下では平等化への強制が停止されるであろう。しかし、結果的
に、高入力信号レベルに関する極端な高ループ利得を要することなく70又はそ
れ以上のdB範囲に亘って制御は維持し得るが、結果として生じるループの安定
性に対する潜在的問題を含む。
Considering the source signal level in dB, which more closely reflects human perception,
Another issue is equality, which means that the loop gain is independent of magnitude, and thus the degree of forcing equality is also independent of magnitude. Of course, at some very low levels, the logarithmic rectifier will not work correctly and therefore there will be an input threshold below which the equalization constraint will cease. However, as a result, control can be maintained over 70 or more dB ranges without the need for extremely high loop gain for high input signal levels, but with potential problems for the stability of the resulting loop. .

【0046】 同様に、VCA6及び12はそれらの制御電圧(即ち、乗数又は除数)に直接
又は逆比例する。これは、利得が小さいならば、制御電圧の小さな絶対変化がd
Bで表わされた利得の大きな変化を生じさせる効果をもつであろう。例えば、こ
のフィードバック導出される制御システム構成で必要とされるような、最大利得
1及び0乃至10ボルトぐらい変化する制御電圧Vcを有し、利得がA=0.1*
cと表わし得るVCAを考察するとしよう。Vcがその最大値に近いと、たとえ
ば9900から10000mVへの100mV(ミリボルト)の変化は20*l
og(10000/99000)、即ち、約0.09dBの利得変化を与える。
cが遥かに小さいと、100から200mVへの100mVの変化は、20*l
og(200/100)、即ち、6dBの利得変化を与える。その結果、実際の
ループ利得、従って、制御信号の大小に依存して応答速度は極端に変化するであ
ろう。再び、ループの安定性に関する問題があり得る。
Similarly, VCA 6 and 12 are directly or inversely proportional to their control voltage (ie, multiplier or divisor). This means that if the gain is small, a small absolute change in control voltage will be d.
It will have the effect of causing a large change in gain, represented by B. For example, with a maximum gain of 1 and a control voltage V c varying from 0 to 10 volts, with a gain of A = 0.1 *, as required in this feedback derived control system configuration.
Consider a VCA that can be expressed as V c . When V c is close to its maximum value, a change of 100 mV (millivolt) from 9900 to 10000 mV is 20 * l
It gives a gain change of og (10000/99000), that is, about 0.09 dB.
When V c is much smaller, the change of 100 mV from 100 to 200 mV is 20 * l
og (200/100), that is, a gain change of 6 dB is given. As a result, the response speed will change drastically depending on the actual loop gain and hence the magnitude of the control signal. Again, there may be issues with loop stability.

【0047】 この問題は、そのdB利得が制御電圧に比例するか、又は異なった表現を用い
ると、その電圧又は電流利得が制御電圧の指数又は真数に依存するVCAを用い
ることによって除去され得る。それでは100mVのような制御電圧の小さな変
化は、制御電圧がその範囲内にあればどこでも同一dBの利得変化を与えるであ
ろう。そのような装置は各アナログICとして容易に利用可能であり、その特性
又はその近似値はデジタル実施例で容易に達成される。
This problem can be eliminated by using a VCA whose dB gain is proportional to the control voltage or, using a different expression, whose voltage or current gain depends on the exponent or antilogarithm of the control voltage. . Then a small change in the control voltage, such as 100 mV, will give the same dB gain change wherever the control voltage is within that range. Such a device is readily available as each analog IC and its characteristics or approximations thereof are easily achieved in digital implementations.

【0048】 従って、望ましい実施形態は、対数整流器及び指数的に制御された可変利得増
幅を用い、広範な入力レベル及び2つの入力信号比に関してより一層一様な同等
化(dBで考慮された)を強制する。
Therefore, the preferred embodiment uses a logarithmic rectifier and an exponentially controlled variable gain amplification, and a more uniform equalization (considered in dB) for a wide range of input levels and two input signal ratios. To force.

【0049】 人の聴覚では、方向の知覚が周波数に関して一定ではないので、人の方向感に
最も貢献する各周波数を強調しかつ不適切な方向づけにつながり得る周波数を軽
く扱うように、整流器に入る信号に若干の周波数加重を加えるのが望ましい。従
って、実際の実施形態では、図3の整流器24及び28には経験的に得られたフ
ィルタを先行させ、低周波数及び非常に高い周波数を減衰させかつ可聴範囲の中
央に関して緩やかに上昇する応答を与える。これらのフィルタは、出力信号の周
波数応答は変えず、単に制御信号及びフィードバック導出される制御システムの
VCA利得を変えるに過ぎない。
In human hearing, the perception of direction is not constant with frequency, so a rectifier is entered to emphasize each frequency that contributes most to the human sense of direction and to treat frequencies that can lead to improper orientation. It is desirable to add some frequency weighting to the signal. Thus, in a practical embodiment, the rectifiers 24 and 28 of FIG. 3 are preceded by empirically derived filters to attenuate low and very high frequencies and provide a slowly rising response about the center of the audible range. give. These filters do not change the frequency response of the output signal, only the VCA gain of the control signal and the feedback derived control system.

【0050】 図2及び3の結合と同等な装置が、機能的かつ図式的に図4に示される。同図
の図2及び3の結合との相違は、相殺成分が導出される受動マトリックスから出
力信号を受信する代わりに、各出力結合器がLt及びRt入力信号に応答して受動
マトリックス出力信号を発生させることである。同装置は、受動マトリックス内
で加算係数が本質的に同一であるとすれば、図2及び3の結合で与える結果と同
一のものを与える。図4は図3と関連して述べたフィードバック装置を組み込む
A device equivalent to the combination of FIGS. 2 and 3 is shown functionally and diagrammatically in FIG. The difference from the combination of FIGS. 2 and 3 of the same figure is that instead of receiving the output signal from the passive matrix from which the cancellation components are derived, each output combiner responds to the L t and R t input signals with the passive matrix output. To generate a signal. The device gives the same result as given by the combination of FIGS. 2 and 3, provided that the addition coefficients are essentially the same in the passive matrix. FIG. 4 incorporates the feedback device described in connection with FIG.

【0051】 さらに特定すると、図4では、図1の受動マトリックス構成におけるように、
結合器2及び4を含む受動マトリックスには、第一にLt及びRt入力が加えられ
る。同様に受動マトリックス「左」出力であるLt入力が、「左」VCA32及
び+1の尺度化を有する線形結合器34の一入力に加えられる。左VCA32出
力は、‐1の尺度化を有する結合器34加えられる(従って減算器を構成する)
。同様に受動マトリックス「右」出力であるRt入力が、「右」VCA44及び
+1の尺度化有する線形結合器46の一入力に加えられる。右VCA44出力は
‐1の尺度化有する結合器46加えられる(従って減算器を構成する)。結合器
34及び46の出力は、それぞれ信号Lt*(1‐gl)及びRt*(1‐gr)であ
り、これらの信号を等しく保つか又はそれらが平等になるよう強制するのが望ま
しい。その結果を達成するために、これらの信号は、図3に示されかつそれと関
連して記載されたようなフィードバック回路に加えられるのが望ましい。それで
はフィードバック回路はVCA32及び44の利得を制御する。
More specifically, in FIG. 4, as in the passive matrix configuration of FIG.
The L t and R t inputs are first applied to the passive matrix including combiners 2 and 4. Similarly L t input is passive matrix "left" output, is applied to one input of a linear combiner 34 with a scaling of the "left" VCA32 and +1. The left VCA 32 output is added to combiner 34 with -1 scaling (thus forming a subtractor).
. The R t input, which is also a passive matrix “right” output, is applied to one input of the “right” VCA 44 and a linear combiner 46 with +1 scaling. The right VCA 44 output is added to combiner 46 with a -1 scaling (thus forming a subtractor). The outputs of combiners 34 and 46 are the signals L t * (1-g l ) and R t * (1-g r ), respectively, which keep these signals equal or force them to be equal. Is desirable. To achieve that result, these signals are preferably applied to a feedback circuit such as that shown in FIG. 3 and described in connection therewith. The feedback circuit then controls the gain of VCA 32 and 44.

【0052】 さらに、なお図4に言及すると、結合器2からの受動マトリックスの「中央」
出力は「中央」VCA36及び+1の尺度化を有する線形結合器46の一入力に
加えられる。中央VCA36出力は‐1の尺度化有する結合器38加えられる(
従って減算器を構成する)。結合器4からの受動マトリックスの「環境」出力は
、「環境」VCA40及び+1の尺度化有する線形結合器42の一入力に加えら
れる。環境VCA40出力は‐1の尺度化有する結合器42加えられる(従って
減算器を構成する)。結合器38及び42の出力は、それぞれ信号1/2*(Lt
+Rt)*(1‐gc)及び1/2*(Lt‐Rt)*(1‐gs)であり、これらの信
号を等しく保つか又はそれらが平等になるよう強制するのが望ましい。その結果
を達成するために、これらの信号は、図3に示されかつそれと関連して記載され
たようなフィードバック回路に加えられるのが望ましい。それではフィードバッ
ク回路はVCA38及び42の利得を制御する。
Still referring to FIG. 4, the “center” of the passive matrix from the coupler 2
The output is applied to the "center" VCA 36 and one input of a linear combiner 46 with a scale of +1. The output of the central VCA 36 is added to the combiner 38 with a scale of -1 (
Therefore, it constitutes a subtractor). The passive matrix "environment" output from combiner 4 is applied to one input of "environment" VCA 40 and linear combiner 42 having a scale of +1. The environment VCA 40 output is added to combiner 42 with a -1 scaling (thus forming a subtractor). The outputs of combiners 38 and 42 are respectively the signals 1/2 * (L t
+ R t ) * (1-g c ) and 1/2 * (L t -R t ) * (1-g s ), it is either to keep these signals equal or to force them to be equal. desirable. To achieve that result, these signals are preferably applied to a feedback circuit such as that shown in FIG. 3 and described in connection therewith. The feedback circuit then controls the gain of VCA 38 and 42.

【0053】 出力信号Lout、Cout、Sout及びRoutは結合器48、50、52及び54に
よって発生される。各受動マトリックス信号成分を与えるようにする相殺信号成
分及び一方又は双方の入力信号を与えるために、各結合器は2つのVCA(各V
CA出力は、その大きさが等しく保たれるように追及される各中間信号の一成分
を構成する)を受信する。さらに特定すると、入力信号Ltは+1の尺度化でLo ut 結合器48に、+1/2の尺度化でCout結合器50に及び+1/2の尺度化で
out結合器52に加えられる。入力信号Rtは+1の尺度化でRout結合器54
に、+1/2の尺度化でCout結合器50に及び‐1/2の尺度化でSout結合器5
2に加えられる。左VCA32出力は‐1/2の尺度化でCout結合器50に及び
同様に‐1/2の尺度化でSout結合器52に加えられる。右VCA44出力は‐
1/2の尺度化でCout結合器50に及び+1/2の尺度化でSout結合器52に加
えられる。中央VCA36出力は‐1の尺度化でLout結合器48に及び‐1の
尺度化でRout結合器54に加えられる。環境VCA40出力は‐1の尺度化で
out結合器48に及び+1の尺度化でRout結合器54に加えられる。
The output signals L out , C out , S out and R out are generated by combiners 48, 50, 52 and 54. Each combiner has two VCAs (each VCA) to provide a cancellation signal component and one or both input signals that cause each passive matrix signal component to be provided.
The CA output receives a component of each intermediate signal which is sought to be kept equal in magnitude). More particularly, the input signal L t is the L o ut coupler 48 on a scale of +1, in addition to the S out combiner 52 with a measure of C out combiner 50 to and +1/2 a measure of the + 1/2 To be The input signal R t is scaled by +1 and the R out combiner 54
To C out combiner 50 with +1/2 scaling and S out combiner 5 with -1/2 scaling.
Added to 2. The left VCA 32 output is applied to C out combiner 50 with a -1/2 scale and similarly to S out combiner 52 with a -1/2 scale. Right VCA44 output is-
It is added to C out combiner 50 with a scale of 1/2 and to S out combiner 52 with a scale of +1/2. The central VCA 36 output is applied to L out combiner 48 with a -1 scale and to R out combiner 54 with a -1 scale. The environment VCA 40 output is applied to L out combiner 48 with a scale of -1 and to R out combiner 54 with a scale of +1.

【0054】 各種の図、例えば、図2及び4において、当初は各相殺信号が各受動マトリッ
クス信号に対立しないように思われる(例えば、各相殺信号の中には、受動マト
リックス信号が加えられるのと同一極性で結合器に加えられるものがある)こと
が注目されるであろう。しかし、作動中、相殺信号が有意になると、それは受動
マトリックス信号と対立しない極性を有するであろう。
In various figures, eg, FIGS. 2 and 4, initially it appears that each cancellation signal does not conflict with each passive matrix signal (eg, within each cancellation signal a passive matrix signal is added). It will be noted that some are added to the combiner with the same polarity as). However, in operation, when the cancellation signal becomes significant, it will have a polarity that is not in conflict with the passive matrix signal.

【0055】 図2と3の結合及び図4と同等の他の装置が機能的かつ図式的に図5に示され
る。図5の構成では、等しく保たれるべき各信号は、各出力導出結合器及び各V
CA制御用フィードバック回路に加えられる信号である。これらの信号は受動マ
トリックス出力信号を含む。対照的に、図4の装置では、フィードバック回路か
ら出力結合器に加えられる各信号はVCA出力信号でありかつ各受動マトリック
ス成分を除外する。従って、図4では(及び図2と3の結合では)、受動マトリ
ックス成分はフィードバック回路の出力と明示的に結合されなければならないが
、これに対して図5では、各フィードバック回路の各出力は受動マトリックス成
分を含みかつそれ自体十分である。また図5の装置では、各VCA出力(その各
々が中間信号の一成分のみを構成する)よりはむしろ各中間信号出力が出力結合
器に加えられることに注目されるであろう。それにもかかわらず、図4及び図5
(図2と3の結合と共に)の各構成は同等であり、かつ、加算係数が正確ならば
、図5からの出力は図4(及び図2と3の結合)からのものと同一である。
A combination of FIGS. 2 and 3 and another device equivalent to FIG. 4 is shown functionally and diagrammatically in FIG. In the configuration of FIG. 5, each signal that should be kept equal has each output decoupler and each V
This signal is applied to the CA control feedback circuit. These signals include passive matrix output signals. In the device of FIG. 4, in contrast, each signal applied to the output combiner from the feedback circuit is the VCA output signal and excludes each passive matrix component. Therefore, in FIG. 4 (and in the combination of FIGS. 2 and 3) the passive matrix components must be explicitly combined with the output of the feedback circuit, whereas in FIG. 5 each output of each feedback circuit is It contains a passive matrix component and is sufficient by itself. It will also be noted that in the apparatus of FIG. 5, each intermediate signal output is applied to the output combiner, rather than each VCA output, each of which constitutes only one component of the intermediate signal. Nevertheless, FIG. 4 and FIG.
Each of the configurations (along with the combination of FIGS. 2 and 3) is equivalent, and the output coefficients from FIG. 5 are identical to those from FIG. 4 (and the combination of FIGS. 2 and 3) if the sum coefficients are accurate. .

【0056】 図5では、受動マトリックス出力を処理することによって式9、10、11及
び12の4つの中間信号[1/2*(Lt+Rt)*(1‐gc)]、[1/2*(Lt
‐Rt)*(1‐gs)]、[1/2*Lt*(1‐gl)]及び[1/2*Rt*(1‐g r )]が得られ、次いで所望の出力を導出するために加算又は減算される。同信
号はまた、図3に関連して既に述べた通り、2つのフィードバック回路の整流器
及び比較器に供給され、フィードバック回路は対をなす各信号の大きさを等しく
保つように作動するのが望ましい。図5の構成に用いられるように、図3の各フ
ィードバック回路は、VCA6及び12からよりはむしろ結合器22及び26か
らそれらの出力結合器への出力をとらせる。
[0056]   In FIG. 5, by processing the passive matrix output, equations 9, 10, 11 and
4 intermediate signals [1/2 * (Lt+ Rt) * (1-gc)], [1/2 * (Lt
-Rt) * (1-gs)], [1/2 * Lt* (1-gl)] And [1/2 * Rt* (1-g r )] Is then obtained and then added or subtracted to derive the desired output. Belief
The number also includes a rectifier of two feedback circuits, as already described in connection with FIG.
And a feedback circuit that equalizes the magnitude of each signal in the pair.
It is desirable to act to keep. As used in the configuration of FIG. 5, each frame of FIG.
The feedback circuit is connected to the combiner 22 and 26 rather than from the VCA 6 and 12.
Output to those output couplers.

【0057】 なお図5を参照して、結合器2及び4、VCA32、36、40及び44並び
に結合器34、38、42及び44間の結線は図4の装置におけるものと同一で
ある。また、図4及び図5の両装置において、結合器34、38、42及び46
の出力は2つのフィードバック制御回路(VCA32及び44に対する制御信号
を発生させるために結合器34及び46の出力はそのような第1回路に、またV
CA36及び40に対する制御信号を発生させるために結合器38及び42の出
力はそのような第2回路に)に加えられる。図5では、結合器34の出力、Lt*
(1‐gl)信号は、+1の尺度化でCout結合器58に、また+1の尺度化
でSout結合器60に加えられる。結合器46の出力、Rt*(1‐g)信号
は、+1の尺度化でCout結合器58に、また-1の尺度化でSout結合器
60に加えられる。結合器38の出力、1/2*(Lt+Rt)*(1‐g)信号
は、+1の尺度化でLout結合器56に、また+1の尺度化でRout結合器
62に加えられる。結合器42の出力、1/2*(Lt‐Rt)*(1‐g)信号
は、+1の尺度化でLout結合器56に、また-1の尺度化でRout結合器
62に加えられる。
Still referring to FIG. 5, the connections between couplers 2 and 4, VCAs 32, 36, 40 and 44 and couplers 34, 38, 42 and 44 are the same as in the apparatus of FIG. Also, in both devices of FIGS. 4 and 5, couplers 34, 38, 42 and 46 are shown.
Output of two combiner circuits 34 and 46 to generate a control signal for two feedback control circuits (VCA 32 and 44) to the first such circuit, and V
The outputs of combiners 38 and 42 are applied to such a second circuit) to generate control signals for CAs 36 and 40. In FIG. 5, the output of the combiner 34, L t *
The (1- gl ) signal is applied to the C out combiner 58 with a scale of +1 and to the S out combiner 60 with a scale of +1. The output of the combiner 46, R t * (1- g r) signal, the C out combiner 58 with a measure of + 1, also applied to the S out combiner 60 with a measure of -1. The output of combiner 38, the 1/2 * (L t + R t ) * (1-g c ) signal, is +1 scaled to L out combiner 56 and +1 scaled to R out combiner 62. Added. The output of the combiner 42, the 1/2 * (L t -R t ) * (1-g s ) signal, is scaled by +1 to the L out combiner 56 and scaled by -1 to the R out combiner. 62.

【0058】 制御信号が入力から発生される、先行技術の適応マトリックスデコーダとは異
なり、本発明は閉ループ制御を用いるのが望ましく、そこでは出力を与える信号
の大きさは適応化のために測定されかつフィードバックされる。特に、先行技術
の開ループシステムとは異なり、非基本方向に対する不要な信号の望ましい相殺
は信号及び制御路の特性の正確な適合に依存せずかつ閉ループ構成は回路要素の
精度に対する必要性を大いに低減させる。
Unlike prior art adaptive matrix decoders where the control signal is generated from the input, the present invention preferably uses closed loop control, where the magnitude of the signal providing the output is measured for adaptation. And feedback is given. In particular, unlike prior art open loop systems, the desired cancellation of unwanted signals for non-fundamental directions does not depend on exact matching of signal and control path characteristics, and closed loop configurations greatly reduce the need for circuit element accuracy. Reduce.

【0059】 理想的に、実際的な回路欠陥を除いて、本発明の「大きさを等しく保つ」各構
成は、既知の相対的振幅及び極性でLt及びRt入力内に供給される任意の源は、
所望の出力から信号を与えかつ他の出力からは無視できる信号しか与えないと言
う意味で「完全」である。「既知の相対的振幅及び極性」はLt及びRt入力が基
本方向又は隣接する基本方向間の位置のいずれかを表すことを意味する。
Ideally, except for practical circuit imperfections, each of the “keep equal size” configurations of the present invention are arbitrary provided in the L t and R t inputs with known relative amplitudes and polarities. The source of
"Complete" in the sense that it gives a signal from the desired output and only a negligible signal from the other outputs. "Known relative amplitudes and polarity" means that the L t and R t inputs represents one of the positions between the basic direction for basic direction or adjacent.

【0060】 式9、10、11及び12を再び考察すると、VCAを組込んだ各可変利得回
路の総合利得は(1−g)の形の減算装置であることが理解されるであろう。各
VCA利得は小さな値から1の間で変化するが1は超えない。対応的に、可変利
得回路利得(1−g)は1に極近い値からゼロまで変化し得る。従って、図5は
図6として書き換えることが可能であり、そこではすべてのVCA及び関連する
減算器は1つのVCAのみに置き換えられており、その利得は図5のVCAのも
のとは逆方向に変化する。従って、すべての可変利得回路利得(1−g)(例え
ば、図2と3、4及び5におけるように、受動マトリックス出力からその出力が
減算される利得「g」を有するVCAによって実施される)は対応する可変利得
回路利得「h」(例えば、受動マトリックス出力に作用する利得「h」を有する
孤立VCAによって実施される)によって置き換えられる。利得「(1−g)」
の特性が利得「h」と同一でありかつフィードバック回路が、必要な信号対の大
きさ間の平等性を維持するように作動するとすれば、図6の構成は図5の構成と
同等でありかつ同一出力を与えるであろう。実際に、図2と3、4、5、及び6
の構成、即ち、開示されたすべての構成は互いに同等である。
Considering equations 9, 10, 11 and 12 again, it will be appreciated that the total gain of each variable gain circuit incorporating a VCA is a subtractor of the form (1-g). Each VCA gain varies from a small value to 1 but does not exceed 1. Correspondingly, the variable gain circuit gain (1-g) can vary from a value very close to 1 to zero. Therefore, FIG. 5 can be rewritten as FIG. 6 in which all VCAs and associated subtractors are replaced by only one VCA, the gain of which is in the opposite direction to that of the VCA of FIG. Change. Thus, all variable gain circuit gains (1-g) (e.g. implemented by a VCA with a gain "g" whose output is subtracted from the passive matrix output, as in FIGS. 2 and 3, 4 and 5). Is replaced by a corresponding variable gain circuit gain “h” (eg, implemented by an isolated VCA with gain “h” acting on the passive matrix output). Gain "(1-g)"
6 is equivalent to the gain "h" and the feedback circuit operates to maintain equality between the required signal pair magnitudes, the configuration of FIG. 6 is equivalent to that of FIG. And will give the same output. In fact, FIGS. 2 and 3, 4, 5, and 6
, That is, all disclosed configurations are equivalent to each other.

【0061】 図6の構成は、先のすべての構成と同等でかつ正確に同一に機能するが、受動
マトリックスは明示的には見えず潜在的である。先の構成の静止又は方向づけら
れてない状態では、VCA利得gは小さな値に低下する。図6の構成では、すべ
てのVCA利得hがそれらの最大、即ち、1又はそれに接近するまで上昇する時
、対応する、方向づけられてない条件が起こる。
The configuration of FIG. 6 functions equally and exactly the same as all the previous configurations, but the passive matrix is implicitly invisible and potential. In the rest or unoriented state of the previous configuration, the VCA gain g drops to a small value. In the configuration of FIG. 6, when all VCA gains h rise to their maximum, ie 1 or close to them, a corresponding undirected condition occurs.

【0062】 さらに図6につき特定すると、同様に入力信号Ltと同一の受動マトリックス
の「左」出力が、中間信号Lt*hを発生させるために、利得hを有する「左
」VCA64に加えられる。同様に入力信号Rtと同一の受動マトリックスの「
右」出力が、中間信号1/2*(Lt+Rt)*hを発生させるために、利得h
を有する「右」VCA66に加えられる。結合器4からの受動マトリックスの「
環境」出力は、中間信号1/2*(Lt-Rt)*hを発生させるために、利得h を有する「環境」VCA68に加えられる。既に述べた通り、h利得特性が(1
−g)利得特性と同一になるように、VCA利得hはVCA利得gと逆に作動す
る。
[0062] More particularly reference to Figure 6, "left" output of the same input signal L t same passive matrix and are, in order to generate an intermediate signal L t * h l, a gain h l "left" VCA64 Added to. Similarly, for the same passive matrix as the input signal R t
Right "output, in order to generate an intermediate signal 1/2 * (L t + R t) * h c, gain h c
Is added to the "right" VCA 66. Of passive matrix from combiner 4
The "environmental" output is applied to an "environmental" VCA 68 having a gain h s to generate an intermediate signal 1/2 * (L t -R t ) * h s . As described above, the h gain characteristic is (1
-G) The VCA gain h operates inversely to the VCA gain g so that it has the same gain characteristic.

【0063】 制御電圧の発生 これまで記載された実施形態に関連して詳説された制御信号の分析は、本発明
をよりよく理解しかつ一対のオーディオ入力信号流れから、各々が方向と関連す
る、5つ又はそれ以上のオーディオ信号流れを導出するために、本発明の教示が
どのように用いられ得るかを説明する上で有用である。
Generation of Control Voltages The analysis of control signals detailed in connection with the embodiments described thus far provides a better understanding of the invention and from a pair of audio input signal streams, each associated with a direction, It is useful in explaining how the teachings of the present invention can be used to derive five or more audio signal streams.

【0064】 以下の分析では、その結果は、背後から開始し、左、中央、右を経て背後に戻
るように円をなして聴取者の周りで時計方向にパンされるオーディオ源を考察す
ることによってその結果が例示されるであろう。変量αは、聴取者に関するイメ
ージの角度(°)の測定値であり、0°は背面におけるもので、180°は中央
前方におけるものである。入力の大きさLt及びRtは下式によってαと関連づけ
られる。
In the following analysis, the results consider an audio source that is panned clockwise around the listener in a circle starting from behind and going back through the left, center, right. Will exemplify the results. The variable α is a measure of the angle (°) of the image with respect to the listener, where 0 ° is at the back and 180 ° is at the center front. The input magnitudes L t and R t are related to α by

【0065】[0065]

【式1】 [Formula 1]

【式2】 [Formula 2]

【0066】 パラメータαと、入力信号の大きさ及び極性との間には1対1のマッピング(
関数)がある。即ち、αの使用はより便利な分析につながる。αが90°ならば
、Ltは無限大で、Rtはゼロ、即ち、左のみである。αが180°ならば、Lt
及びRtは同一極性(中央前方)で等しい。αが0°ならば、Lt及びRtは等し
いが逆極性(中央背後)である。以下にさらに述べるように、興味のある特定の
値は、Lt及びRtが5dBだけ相違しかつ逆極性をもつ時に起こり、これはゼロ
のいずれかの側に31°のα値を与える。実際には、左及び右前方スピーカは、
概して中央(例えば、+/−30〜45度)に関して+/−90度よりさらに前方
に置かれ、従ってαは実際には聴取者に関しては角度を表さないが、パニング(
水平移動)を例示する任意のパラメータである。記載される図は、水平軸(α=
180°)の中央が中央前方を表し、左右の両極端(α=0及び360°)が背
後を表すように配列される。
A one-to-one mapping between the parameter α and the magnitude and polarity of the input signal (
Function). That is, the use of α leads to more convenient analysis. If α is 90 °, then L t is infinite and R t is zero, that is, left only. If α is 180 °, L t
And R t have the same polarity (center front) and are equal. If α is 0 °, L t and R t are equal but opposite in polarity (center back). As discussed further below, the particular values of interest occur when L t and R t differ by 5 dB and have opposite polarities, which gives an α value of 31 ° on either side of zero. In fact, the left and right front speakers are
It is generally placed anterior to +/- 90 degrees with respect to the center (eg, +/- 30 to 45 degrees), so α does not actually represent an angle for the listener, but panning (
(Horizontal movement) is an arbitrary parameter. The figures described are on the horizontal axis (α =
The center of 180 ° represents the front of the center, and the left and right extremes (α = 0 and 360 °) represent the rear.

【0067】 図3の記載に関して既に述べたように、フィードバック導出される制御システ
ムの対をなすVCAの利得間の便利で実際的な関係は、各利得の積を一定に保つ
。一方の利得が上昇すると他方が下降するように供給される指数的に制御された
各VCAを用いて、図3の実施形態におけるように、同一の制御信号で対の双方
に供給すると、これが自動的に起こる。
As already mentioned with respect to the description of FIG. 3, the convenient and practical relationship between the gains of the feedback-derived control system pair VCA keeps the product of each gain constant. With each VCA controlled exponentially such that one gain increases and the other decreases, it is automatically supplied to both pairs with the same control signal, as in the embodiment of FIG. Happens in a normal way.

【0068】 入力信号をLt及びRtで表し、VCA利得g及びgの積を1/aと設定
し、結果的に生じる平等化への強制が完成される十分大きなループ利得を前提と
すると、図3のフィードバック導出される制御システムは、以下の式を満たすよ
うにVCA利得を調節する。
[0068] represents an input signal in L t and R t, and set the product of the VCA gains g l and g r 1 / a 2 and a sufficiently large loop gain forced into the resulting equality is completed Assuming that the feedback derived control system of FIG. 3 adjusts the VCA gain to satisfy the following equation:

【0069】[0069]

【式3】 さらに、 g・g=1/a (式19)[Formula 3] Furthermore, g l · g r = 1 / a 2 (Formula 19)

【0070】 明らかに、これら式の第1に、Lt及びRtの絶対量は不適切である。結果はそ
れらの比Lt/Rtのみに依存し、これをXと呼ぶ。第2式からgを第1式に代
入し、回答をもつ(二次式の他の根は実システムを表さない)gの形で二次式
を得る。
Clearly, first of all, the absolute amounts of L t and R t are inadequate. The result depends only on their ratio L t / R t , which is called X. Substituting g r from the second equation into the first equation, we obtain the quadratic equation in the form of g l with the answer (other roots of the quadratic equation do not represent the real system).

【0071】[0071]

【式4】 [Formula 4]

【0072】 パニング角度αに対してg及びgをプロットすると図7を得る。期待され
るように、入力が左のみ(α=90)を表す時、gは背後における非常に低い
値から最大1まで上昇し、次いで中央前方(α=180)に対して低い値まで戻
る。右半分では、gは非常に小さいままに止まる。同様かつ対称的にgは、
パンの右半分の中央におけるものを除き小さく、αが270度(右のみ)のとき1
まで上昇する。
Plotting g l and g r against the panning angle α yields FIG. 7. As expected, when the input represents only left (α = 90), g l rises from a very low value in the back to a maximum of 1 and then returns to a low value for the center front (α = 180). . In the right half, gl stays very small. Similarly and symmetrically, g r is
Small except for the center of the right half of bread, 1 when α is 270 degrees (right only)
Rise to.

【0073】 上記結果は、Lt/Rtフィードバック導出される制御システムに対するもので
ある。和/差フィードバック導出される制御システムは、正確に同一方法で作動
し、図8に示されるように和利得gC及び差利得gのプロットを与える。再び
、期待されたように、和利得は、中央前方において1まで上昇し、よそでは低い
値に降下するが、一方差利得は背後において1まで上昇する。
The above results are for a control system with L t / R t feedback derivation. The sum / difference feedback derived control system operates in exactly the same way and gives a plot of the sum gain g C and the difference gain g s as shown in FIG. Again, as expected, the sum gain rises to 1 in the center front and falls to a low value in the other, while the difference gain rises to 1 behind.

【0074】 フィードバック導出される制御システムVCA利得が、望ましい実施形態にお
けるように、制御電圧の指数に依存するとすれば、それでは制御電圧は利得の対
数に依存する。従って、上記各式から、Lt/Rt及び和/差制御電圧、即ち、フィ
ードバック導出される制御システムの比較器(図3の比較器30)の出力に関す
る式を導出し得る。図9は、左/右及び和/差制御電圧を示し、制御信号の最大及
び最少値が+/−15ボルトである一実施形態では後者は反転(即ち、事実上差/
和)される。明らかに、他の尺度化が可能である。
If the feedback derived control system VCA gain depends on the exponent of the control voltage, as in the preferred embodiment, then the control voltage depends on the logarithm of the gain. Therefore, from the above equations, L t / R t and the sum / difference control voltage, that is, the equation concerning the output of the comparator (comparator 30 of FIG. 3) of the control system which is feedback derived can be derived. FIG. 9 illustrates left / right and sum / difference control voltages, the latter being inverted (ie, effectively difference / difference in one embodiment where the maximum and minimum values of the control signal are +/− 15 volts).
Sum). Obviously, other scaling is possible.

【0075】 図9の曲線は2点で交差し、一方は信号が視聴者の左後方のどこかのイメージ
を表す所であり、他方は前方半分のどこかである。曲線に内在する対称性のため
に、これらの交差する点は、近接する基本方向に対応する各α値の正確に中間で
ある。図9では、それらは45及び225度で起こる。
The curves in FIG. 9 intersect at two points, one where the signal represents an image somewhere in the left rear of the viewer and the other somewhere in the front half. Due to the inherent symmetry of the curve, these intersecting points are exactly in the middle of each α value corresponding to the adjacent principal direction. In FIG. 9, they occur at 45 and 225 degrees.

【0076】 先行技術(例えば、本発明者James W. Fosgate の米国特許5,644,640)は、2
つの主制御信号から、2つのうちより大きいか(よりおおきい正の)又はより小
さい(より小さい正の)さらなる制御信号を導出することが可能であることを示
す。しかし同先行技術は異なった方法で主制御信号を導出しかつ結果的に得られ
た制御信号を異なった方法で利用する。図10は、図9の各曲線のより小さいも
のと等しい信号を例示する。この導出された制御は、αが45度、即ち、2つの
原曲線が交差した所の値である時最高点(最大量)まで上昇する。
The prior art (eg, US Pat. No. 5,644,640 of the present inventor James W. Fosgate) describes 2
It is shown that from one main control signal it is possible to derive a further (larger positive) or smaller (smaller positive) further control signal of the two. However, the prior art derives the main control signal in different ways and utilizes the resulting control signal in different ways. FIG. 10 illustrates a signal equal to the smaller of each curve in FIG. This derived control rises to the highest point (maximum amount) when α is 45 degrees, that is, the value where the two original curves intersect.

【0077】 導出された制御信号の最高点が正確にα=45度においてその最高点まで上昇
することは望ましくないかも知れない。実際的実施形態では、左後部を表す導出
された基本方向が後部により近づくこと、即ち、45度未満の値をもつことが望
ましい。それらの曲線がより正の又はより負の作用をとる前に望ましいαの値に
おいて交差するように、左/右及び和/差制御信号の1つ又は双方を相殺(常数を
加算又は減算すること)又は尺度化することによって最高点の正確な位置は移動
され得る。例えば、図11は、和/差電圧が0.8だけ尺度化され、その結果現
在最高点がα=31度において起こるようにされていることを除けば、図11は
図10と同一の作動を示す。
It may be undesirable for the highest point of the derived control signal to rise to that highest point exactly at α = 45 degrees. In a practical embodiment, it is desirable that the derived basic direction representing the left rear part be closer to the rear part, ie have a value less than 45 degrees. Cancel one or both of the left / right and sum / difference control signals (add or subtract constants) so that their curves cross at the desired value of α before taking a more positive or more negative effect. ) Or by scaling the exact position of the highest point can be moved. For example, FIG. 11 shows the same behavior as FIG. 10, except that the sum / difference voltage is scaled by 0.8, so that the current highest point occurs at α = 31 degrees. Indicates.

【0078】 正確に同一方法で、反転された左/右制御を反転された和/差制御と比較しかつ
類似の相殺又は尺度化を用いることで、最大点が聴取者の右後部に対応する所定
の位置で起こる第2の新しい制御信号が所望かつ所定のα(例えば、ゼロの31
度反対側で左後部と対称的な、360−31、即ち、329度)において導出さ
れ得る。それは図11の左/右反転である。
Exactly in the same way, the maximum point corresponds to the right rear part of the listener by comparing the inverted left / right control with the inverted sum / difference control and using similar cancellation or scaling. A second new control signal that occurs at a given position is the desired and given α (eg, zero 31
It can be derived at 360-31, or 329 degrees), which is symmetrical to the left rear on the opposite side. It is the left / right inversion of FIG.

【0079】 図12は、最も正の値が1の利得を与えるように、これらの導出された制御信
号を各VCAに加える効果を示す。左及び右VCAが、左及び右基本方向におい
て1まで上昇する利得を与えるのと全く同様に、ある信号が所定の各位置(この
例では、ゼロのいずれかの側でα=31度)に置かれる時、これらの導出された
左後部及び右後部VCA利得は1まで上昇するが、他のすべての位置に対して非
常に小さく保たれる。
FIG. 12 shows the effect of adding these derived control signals to each VCA so that the most positive value gives a gain of one. Just as the left and right VCA's give a gain of up to 1 in the left and right fundamental directions, one signal is at each given position (α = 31 degrees on either side of the zero in this example). When placed, these derived left rear and right rear VCA gains rise to 1 but remain very small for all other positions.

【0080】 線形に制御されたVCAで同様な結果を得ることができる。主制御電圧対パニ
ングパラメータαに対する曲線は異なるが、適切な尺度化又は相殺によって選び
得る各点において交差するであろう。従って、初期4基本方向以外の特定の各イ
メージ位置に対するさらなる制御電圧がより少ない作動によって導出され得る。
明らかに、制御信号を反転させ、より少ない(より負の)ものよりより大きい(
より正の)ものをとることによって新しい制御し信号を導出することが可能であ
る。
Similar results can be obtained with a linearly controlled VCA. The curves for the main control voltage versus the panning parameter α are different, but will intersect at each point that can be chosen by proper scaling or cancellation. Therefore, additional control voltages for each particular image position other than the initial four basic directions can be derived with less actuation.
Obviously, you invert the control signal so that less (more negative) than greater (
It is possible to derive a new control signal by taking the more positive one.

【0081】 より大きいもの又はより小さいものをとる前に主制御信号の交差点を移動させ
る、同信号に対する改変を通じて、相殺(オフセット)又は尺度化の代わりに若
しくはそれに加えて、非線形作動を代替的に構成し得るであろう。同改変は、L t 及びRt(各入力信号)の大きさ及び相対的極性の殆どあらゆる所望の比におい
て最高点がある、さらなる制御信号の発生を可能にすることは明らかであろう。
[0081]   Move the main control signal intersection before taking the greater or lesser
Through modification to the same signal, instead of offsetting or scaling
Alternatively or additionally, non-linear actuation could alternatively be configured. The modification is L t And RtAlmost any desired ratio of magnitude and relative polarity of (each input signal)
It will be clear that it allows the generation of further control signals, which have the highest point.

【0082】 5出力以上の適応マトリックス 図2及び4は、不要なクロストークを相殺(削除)するのに加えて、受動マト
リックスが適応相殺項をもち得ることを示す。これらの場合では、4つのVCA
を介して導出される4つの可能な相殺項があり、4つの基本方向の1つにおける
、4つの出力(左、中央、右及び背後)の1つからの優勢な出力に相当する、一
音源に対して各VCAが最高利得(概して1)に達した。2つの隣接基本方向間
でパンされた一信号が、同2つの隣接基本方向に相当する出力以外のものからは
殆ど又は全く与えるものがないと言う意味で同システムは完全である。
Adaptive Matrix with Five or More Outputs FIGS. 2 and 4 show that in addition to canceling (eliminating) unwanted crosstalk, the passive matrix can have adaptive cancellation terms. In these cases, four VCA
There are four possible cancellation terms derived through, and there is one source, corresponding to the dominant output from one of the four outputs (left, center, right and behind) in one of the four fundamental directions. For each VCA reached the highest gain (typically 1). The system is complete in the sense that one signal panned between two adjacent fundamental directions provides little or no output other than the outputs corresponding to the two adjacent fundamental directions.

【0083】 この原理は、5以上の出力を有する能動システムまで拡張され得る。そのよう
な場合には、システムは「完全」ではないが、不要な信号がなお十分に相殺され
得るので結果はクロストークによって可聴的に損なわれない。例えば、図13の
出力マトリックスを参照のこと。図13は、本発明による能動マトリックスの一
部分の機能的かつ図式的図であり、5以上の出力が得られる方法を説明するのに
有用な助けとなる。図14は、図13で用いられ得る6つの相殺信号の導出を示
す。
This principle can be extended to active systems with 5 or more outputs. In such cases, the system is not "perfect", but the results are not audibly impaired by crosstalk, since the unwanted signals can still be sufficiently canceled. See, for example, the output matrix of FIG. FIG. 13 is a functional and schematic view of a portion of an active matrix according to the present invention, which helps to explain how more than four outputs can be obtained. FIG. 14 shows the derivation of the six cancellation signals that can be used in FIG.

【0084】 第1に図13を参照すると、6つの出力がある。即ち、左前方(Lout)、
中央前方(Cout)、右前方(Rout)、中央後方(又は環境)(Sout )、右後方(RBout)及び左後方(LBout)である。3つの前方及び環
境出力に関して、始めの受動マトリックスは上記4出力システムのものと同一で
ある(直接入力L、中央前方を与えるために1/2尺度化されかつ線形結合器
80に加えられるLプラスRの結合、中央後方を与えるために1/2尺度化
されかつ線形結合器82に加えられるLマイナスRの結合及び直接入力R )。2つの追加の後方出力がある。即ち、左後方及び背面後方であって、それぞ
れ尺度化1のLとと尺度化-bのRとを線形結合器84に加えること及びそ
れぞれ尺度化-bのLと尺度化1のRとを線形結合器86に加えることによ
って生じ、式LBout=L-b*R及びRBout=R-b*Lによる入
力の異なった結合に対応する左後方及び背面後方である。ここで、bは概して1
未満、例えば、0.25の正の係数である。対称性は本発明にとって本質的では
ないが任意の実際的システムで期待されることに注意のこと。
First, referring to FIG. 13, there are six outputs. That is, left front (L out ),
Center front (C out ), right front (R out ), center rear (or environment) (S out ), right rear (RB out ) and left rear (LB out ). For the three front and environmental outputs, the starting passive matrix is identical to that of the four-output system above (direct input L t , 1/2 scaled to give the central front and L applied to the linear combiner 80). The combination of t plus R t, the combination of L t minus R t , scaled by 1/2 to give the central posterior and added to the linear combiner 82 and the direct input R t ). There are two additional rear outputs. That is, a left rear and back rear, a measure of 1, respectively L and t and scale of -b of R t and a linear combiner 84 is added and that the respective scaled -b L t and scaling 1 Left rear and rear rear corresponding to different combinations of inputs with the formulas LB out = L t -b * R t and RB out = R t -b * L t , which are produced by adding R t and R t to the linear combiner 86. Is. Where b is generally 1
It is a positive coefficient of less than, for example, 0.25. Note that symmetry is not essential to the invention but is expected in any practical system.

【0085】 図13では、各受動マトリックス項に加えて、出力線形結合器(88、90、
92、94、96及び98)は受動マトリックス出力を相殺するために要するよ
うな多重能動相殺項(ライン100、102、104、106、108、110
、112、114、116、118、120及び122)を受信する。これらの
項は、各VCA(図示されず)の利得で乗算された各入力の入力及び/又は結合
又は各入力と各VCAの利得で乗算された入力との結合から成る。既に述べた通
り、一基本入力条件に対して各VCAの利得が1まで上昇しかつ他の各条件に対
して本質的により小さくなるように各VCAが制御される。
In FIG. 13, in addition to each passive matrix term, the output linear combiner (88, 90,
92, 94, 96 and 98) are the multiple active cancellation terms (lines 100, 102, 104, 106, 108, 110) as required to cancel the passive matrix output.
, 112, 114, 116, 118, 120 and 122). These terms consist of the input and / or combination of each input multiplied by the gain of each VCA (not shown) or the combination of each input with the input multiplied by the gain of each VCA. As already mentioned, each VCA is controlled so that for one basic input condition the gain of each VCA rises to 1 and is essentially smaller for each of the other conditions.

【0086】 図13の構成は、限定された相対的大きさ及び極性の形の入力L及びR
よって与えられる6つの基本方向を有し、その各々は適切な出力のみからの信号
に帰着し、他の5つの出力においては信号が本質的に相殺されるべきである。2
つの隣接する基本方向間でパンされる信号を表す入力条件に関して、これらの基
本方向に対応する出力は信号を与えるべきであるが、残りの出力は殆ど又は全く
与えるべきではない。従って、各出力に関して受動マトリックスに加えて幾つか
の相殺項(実際に、3つ以上が図13に示される)があり、それぞれが他の基本
方向の各々に対応する入力に対しては不要の出力に対応するであろう。実際に、
図13の配列は、中央後方が6番目の基本方向よりはむしろ左後方及び右後方間
の単なる中途のパンに過ぎないように、中央後方Sout出力(従って結合器8
2及び94を除去する)を除去するように改変され得る。
The configuration of FIG. 13 has six basic directions given by inputs L t and R t of limited relative magnitude and polarity, each of which results in a signal from only the appropriate output. However, at the other five outputs the signals should essentially cancel. Two
For input conditions that represent a signal panned between two adjacent elementary directions, the outputs corresponding to these elementary directions should provide signals, but the remaining outputs should provide little or no. Therefore, for each output there are some cancellation terms in addition to the passive matrix (actually three or more are shown in FIG. 13), which are unnecessary for each input corresponding to each of the other fundamental directions. Will correspond to the output. actually,
The arrangement of FIG. 13 uses the central rear S out output (and thus the combiner 8) so that the central rear is merely a halfway pan between the rear left and rear right rather than the sixth fundamental direction.
2 and 94 are removed) can be modified.

【0087】 図13の6出力システム又はその5出力代替物のいずれかに関して6つの可能
な相殺信号がある。即ち、左/右及び和/差フィードバック導出される制御システ
ムの各部分である2対のVCAを介して導出された4つ及び上記のように(以下
に述べる図14の実施形態も同様に参照のこと)制御された左後方及び右後方V
CAを介して導出されたさらなる2つの信号がある。6VCAの利得は、図7(
左後方g及び右後方g)、図8(和g及び差g)及び図12(左後方g lb 及び右後方grb)に従う。相殺信号は、以下に述べる通り、不要なクロス
トークを最少にするために計算されるか又は他の方法で選ばれた各係数を用いて
受動マトリックス項と合算される。
[0087]   6 possibilities for either the 6-output system of FIG. 13 or its 5-output alternative
There is a canceling signal. That is, left / right and sum / difference feedback derived control systems
4 derived through two pairs of VCA that are each part of the
See also the embodiment of FIG. 14 described below) controlled left rear and right rear V
There are two additional signals derived via CA. The gain of 6 VCA is shown in Fig. 7 (
Left rear glAnd right rear gr), FIG. 8 (sum gcAnd the difference gs) And FIG. 12 (left rear g lb And right rear grb). The cancellation signal is an undesired cross signal, as described below.
With each coefficient calculated or otherwise selected to minimize talk
Summed with passive matrix terms.

【0088】 あらゆる他の基本方向に対する入力信号及びVCA利得を考察することによっ
て、我々は各基本出力に関して必要な相殺混合係数に到達するが、これらのVC
A利得は対応する基本方向における信号に対してのみ1まで上昇し、イメージが
遠くへ移動するにつれて極めて急速に1から下降することを記憶しておくこと。
By considering the input signal and VCA gain for all other fundamental directions, we arrive at the required cancellation mixing factor for each fundamental output, but these VC
Remember that the A-gain rises to 1 only for the signal in the corresponding fundamental direction and falls off from 1 very rapidly as the image moves further away.

【0089】 従って、左出力の場合、中央前方、右のみ、右後方、中央後方(5出力の場合
真の基本方向ではない)及び左後方を考察する必要がある。
Therefore, in the case of the left output, it is necessary to consider the center front, only the right, the right rear, the center rear (not the true basic direction in the case of 5 outputs), and the left rear.

【0090】 図13の5出力変形に関して左出力Loutを詳細に考察してみよう。それは
受動マトリックスLからの項を含む。L=R及びg=1の場合、入力が
中央にある時に出力を相殺するために、図2又は4の4出力システムにおけるよ
うに正に項-1/2*g*(L+R)を要する。入力が中央後方にあるか又は
中央後方と右前方(従って右後方を含む)との間のどこかにある場合、再び図2
又は4の4出力システムにおけるように正確に項-1/2*g*(L-R)を
要する。入力が左後方を表す時には、利得glbが図12のように変わる左後方
VCAからの信号を要する。これで入力が左後方区域にあるときにのみ有意の相
殺信号を明確に与え得る。左後方はLのみで表される左前方と、1/2*(L -R)で表される中央後方との間のどこかにあると考えられ得るので、左後方
VCAはこれらの信号の結合に作用することが期待されるべきである。
Let us consider the left output L out in detail for the five-output variant of FIG. It contains terms from the passive matrix L t . If L t = R t and g c = 1 then in order to cancel the output when the input is centered, just as in the 4-output system of FIG. 2 or 4, the term −1 / 2 * g c * (L t + R t ) is required. If the input is center-rear or somewhere between center-rear and right-front (and thus includes right-rear), then FIG.
Or exactly the term -1 / 2 * g c * (L t -R t ) is required as in the 4 output system of 4. When the input represents left back, the gain g lb it takes a signal from the left rear VCA vary as shown in FIG. 12. This can clearly give a significant cancellation signal only when the input is in the left rear area. The left rear VCA can be thought to be somewhere between the left front represented by L t only and the center rear represented by 1/2 * (L t −R t ), so the left rear VCA It should be expected to act on the signal combination of.

【0091】 各種の混合された結合が用いられ得るが、左及び差VCA、即ち、g*L
及び1/2*g*(L-R)を既に貫通している各信号の和を用いることによ
って、同結合は、正確ではないが、左後方区域でパンされた各信号の位置に応じ
て変化し、基本左後方自体のみならずこれらの各パンに対するよりよい相殺を与
える。左及び背面間の中間と考えられる、この左後方位置ではg及びg共に
1未満の有限の値をもつ。従ってLoutに以下の式が期待される。 Lout=[L]-1/2*g*(L+R)-1/2*g*(L-R)-x*glb*((g*L+g *1/2*(L-R)) (式21)
Various mixed bonds can be used, but left and difference VCA, ie gl * L t
And by using the sum of each signal already penetrating 1/2 * g s * (L t −R t ), the coupling is not exact, but the position of each signal panned in the left rear region And gives a better offset for each of these pans as well as the base left rear itself. This left rear position, considered to be midway between the left and the back, both have a finite value less than 1 for both g l and g s . Therefore, the following expression is expected for L out . L out = [L t ] -1 / 2 * g c * (L t + R t ) -1 / 2 * g s * (L t -R t ) -x * g lb * ((g l * L t + g s * 1/2 * (L t -R t )) (Equation 21)

【0092】 係数xは、経験的か、又は音源が左後方基本方向の区域にある時は正確なVC
A利得の考察から導出され得る。項[L]は受動マトリックス項である。各項1/2
*g*(L+R)、-1/2*g*(L-R)及び1/2*x*glb*((g*L+ g*1/2*(L -R))は、出力オーディオ信号Loutを得るために線形結合器88(図13
)のLと結合され得る相殺項(図14参照)を表す。既に述べた通り、図13
に示される2つ(100及び102)より多い3つ以上のクロストーク相殺項入
力があり得る。
[0092]   The coefficient x is empirical or, if the sound source is in the area to the left rear basic direction, the accurate VC
It can be derived from consideration of A-gain. Term [Lt] Is the passive matrix term. Each item 1/2
* gc* (Lt+ Rt), -1 / 2 * gs* (Lt-Rt) And 1/2 * x * glb* ((gl* Lt+ gs* 1/2 * (L t -Rt)) Is the output audio signal LoutTo obtain the linear combiner 88 (FIG.
) LtRepresents a cancellation term (see FIG. 14) that can be combined with As already mentioned, FIG.
More than two (100 and 102) crosstalk cancellation terms
There can be power.

【0093】 Routに対する下式は同様に又は対称性により導出される。 Rout=[R]-1/2*g*(L+R)+1/2*g*(L-R)-1/2*x*grb*((gr*R-g *(L-R)) (式22)[0093]   RoutThe following equations for are derived similarly or by symmetry. Rout= [Rt] -1 / 2 * gc* (Lt+ Rt) + 1/2 * gs* (Lt-Rt) -1 / 2 * x * grb* ((gr* Rt-g s * (Lt-Rt)) (Equation 22)

【0094】 [R]項は受動マトリックス項である。-1/2*g*(L+R)、1/2*g*(L-R
)及び-1/2*x*grb*((gr*R-g*(L-R))は、出力オーディオ信号Rout を得るために線形結合器98(図13)のRと結合され得る相殺項(図14参
照)を表す。既に述べた通り、図13に示される2つ(120及び122)より
多い3つ以上のクロストーク相殺項入力があり得る。
[0094]   [Rt] Terms are passive matrix terms. -1 / 2 * gc* (Lt+ Rt), 1/2 * gs* (Lt-R
t) And -1 / 2 * x * grb* ((gr* Rt-gs* (Lt-Rt)) Is the output audio signal Rout R of the linear combiner 98 (FIG. 13) to obtaintCancellation term that can be combined with (see FIG. 14)
Represents). As already mentioned, from the two (120 and 122) shown in FIG.
There can be more than two crosstalk cancellation term inputs.

【0095】 中央前方出力Coutは、受動マトリックス項1/2*(L+R)に加えて4出力
システム-1/2*gl*L及び-1/2*gr*Rに対するような左及び右相殺項を含む。即
ち、 Cout=1/2(L+R)-1/2*gl*L*-1/2*gr*R* (式23) 左後方、中央後方又は右後方に対する明示的な相殺項は不要である、それはそれ
らが後方(4出力の環境)を経た左及び右前方間の有効なパンでありかつ既に相
殺されているからである。項[1/2(L+R)]は受動マトリックス項である。項
-1/2*gl*L及び-1/2*gr*Rは、出力オーディオ信号Coutを得るために入力
100及び102に加えられかつ線形結合器90(図13)の尺度化されたL
及びRと結合され得る相殺項(図14参照)を表す。
The central forward output C out is a 4-output system in addition to the passive matrix term 1/2 * (L t + R t ) -1 / 2 * g l * L t and -1 / 2 * g r * R Includes left and right offset terms as for t . That is, C out = 1/2 (L t + R t ) -1 / 2 * g l * L t * -1 / 2 * g r * R t * (Equation 23) For left rear, center rear or right rear Explicit offsetting terms are not needed, as they are valid pans between the left and right anterior through the back (four output environment) and have already been offset. The term [1/2 (L t + R t )] is a passive matrix term. Term
-1 / 2 * g l * L t and -1 / 2 * g r * R t are applied to inputs 100 and 102 to obtain the output audio signal C out and the scale of linear combiner 90 (FIG. 13). L t
And R t represent a cancellation term (see FIG. 14) that can be combined with R t .

【0096】 左後方出力に対する始めの受動マトリックスは、既に述べたとおり、L-b*R である。左のみの入力に対しては、gl=1の時には、必要な相殺項は従って明
らかに-gl*Lである。右のみの入力に対しては、gr=1の時には、相殺項は+
b*gr*Rである。中央前方入力に対しては、L=R及びgc=1の場合、L-
b*Rからの不要な出力は(1-b)*gc*1/2*(L+R) によって相殺され得る。
右後方相殺項は、Routに用いられた項と同一の、最適化された係数yを有す
る、-grb*(gr*R-1/2*g*(L-R))であり、それは再び経験的に到達される
か又は左又は右後方条件のVCA利得から計算され得る。従って、 LBout=[Lt-b*Rt]-gl*Lt+b*gr*Rt-(1-b)*gc*1/2*(Lt+Rt)-y*grb*(gr*Rt-gs*1/2*
(Lt-Rt)) (式24) 同様に、 RBout=[Rt-b*Lt]-gr*Rt+b*gl*Lt-1(1-b)*gc*1/2*(Lt+Rt)-y*glb*(gl*Lt-gs*1/2
*(Lt-Rt)) (式25)
[0096]   The initial passive matrix for the left rear output is, as already mentioned, Lt-b * R t Is. G for left-only inputlWhen = 1, the necessary offset term is therefore clear.
Light-gl* LtIs. G for right-only inputrWhen = 1, the offset term is +
b * gr* RtIs. L for center forward inputt= RtAnd gcIf = 1, Lt-
b * RtUnwanted output from (1-b) * gc* 1/2 * (Lt+ Rt) Can be offset.
The right rear offset term is RoutHave the same optimized coefficient y as the term used for
-Grb* (gr* Rt-1 / 2 * gs* (Lt-Rt)), Which is again empirically reached
Alternatively, it can be calculated from the VCA gain for left or right rear conditions. Therefore, LBout= [Lt-b * Rt] -gl* Lt+ b * gr* Rt-(1-b) * gc* 1/2 * (Lt+ Rt) -y * grb* (gr* Rt-gs* 1/2 *
(Lt-Rt)) (Equation 24) Similarly, RBout= [Rt-b * Lt] -gr* Rt+ b * gl* Lt-1 (1-b) * gc* 1/2 * (Lt+ Rt) -y * glb* (gl* Lt-gs* 1/2
* (Lt-Rt)) (Equation 25)

【0097】 式24に関して、項[Lt-b*Rt]は受動マトリックス項であり、項-gl*Lt、+b*gr *Rt、-1/2*(1-b)*gc*(Lt+Rt)及び-Y*grb*(gr*Rt-gs*1/2*(Lt-Rt))は、出力オー
ディオ信号LBoutを得るために線形結合器92(図13)L-b Rと結合
され得る相殺項(図14参照)を表す。既に述べた通り、図13に示される2つ
(108及び110)より多い3以上のクロストーク相殺項入力があり得る。
With respect to Equation 24, the term [L t -b * R t ] is a passive matrix term, and the terms -g l * L t, + b * g r * R t , -1 / 2 * (1-b ) * g c * (L t + R t ) and -Y * g rb * (g r * R t -g s * 1/2 * (L t -R t )) obtain the output audio signal LB out 13 represents a cancellation term (see FIG. 14) that can be combined with the linear combiner 92 (FIG. 13) L t -b R t . As previously mentioned, there can be more than two crosstalk cancellation term inputs, more than the two (108 and 110) shown in FIG.

【0098】 式25に関して、[Rt-b*Lt]は受動マトリックス項であり、成分-gr*Rt、b*Lt*
gl、-1/2*(1-b)*gc*(Lt+Rt)及び-y*grb*(gl*Lt+gs*1/2*(Lt-Rt))は、出力オー
ディオを信号RBoutを導出するために線形結合器96(図1参照)でRt-b*Ltと結
合され得る相殺項(図14参照)を表す。既に述べた通り、図13に示される2
つ(116及び118)より多い3つ以上のクロストーク相殺項があり得る。
With respect to Equation 25, [R t −b * L t ] is a passive matrix term and the components −g r * R t , b * L t *
g l , -1 / 2 * (1-b) * g c * (L t + R t ), and -y * g rb * (g l * L t + g s * 1/2 * (L t -R t )) Represents the cancellation term (see FIG. 14) that may combine the output audio with R t -b * L t in the linear combiner 96 (see FIG. 1) to derive the signal RB out . As already mentioned, 2 shown in FIG.
There may be more than two (116 and 118) crosstalk cancellation terms.

【0099】 実際上、有限のループ利得及びフィードバック導出される制御システム(正確
に等しい信号レベルを正確には与えない)の他の欠点を相殺するためにすべての
係数は調節を要し、6つの相殺信号の他の結合が用いられ得る。
In practice, all coefficients require adjustment to offset the finite loop gain and other drawbacks of the feedback derived control system (which do not give exactly equal signal levels exactly), requiring six Other combinations of cancellation signals can be used.

【0100】 これらの原理は、勿論、6つ又は7つ以上の出力を有する実施形態に拡張され
得る。フィードバック導出される制御システムの左/右及び和/差フィードバック
部分からの2つの主制御信号の尺度化、相殺又は非線形処理をさらに用いること
によってなお追加の制御信号が導出され、αの所望の他の所定値において利得が
最大まで上昇するVCAを介して追加の相殺信号を発生させることが可能になり得
る。他の基本方向の各々において各信号の存在下で各出力を考察する合成プロセ
スは、順繰りに追加の出力を発生させる適切な項及び係数を与えるであろう。
These principles can, of course, be extended to embodiments having 6 or more outputs. Further control signals are derived by further using scaling, cancellation or non-linear processing of the two main control signals from the left / right and sum / difference feedback parts of the feedback derived control system to derive the desired other of α. It may be possible to generate an additional cancellation signal via the VCA where the gain rises to a maximum for a given value of. A synthesis process that considers each output in the presence of each signal in each of the other fundamental directions will in turn provide the appropriate terms and coefficients to produce the additional output.

【0101】 図14を参照すると、Lt入力からの左マトリックス信号出力、Rt入力からの
右マトリックス信号出力、各々が尺度化+1/2のLtとRtを入力とする線形結
合器132からの中央出力及び各々がそれぞれ尺度化+1/2と−1/2のLt及び
tを入力とする線形結合器134からの環境出力を発生させる、受動マトリッ
クス130に入力信号Lt及びRtが加えられる。同受動マトリックスの基本方向
は、「左」、「中央」、「右」及び「環境」である。隣接基本方向は互いに直角
をなす軸上にあり、これらの方向標語(ラベル)に関しては、左は中央及び環境
に隣接し、環境は左及び右に隣接するなどのようにされる。
Referring to FIG. 14, a left matrix signal output from the L t input, a right matrix signal output from the R t input, each linear combiner 132 having L t and R t of scaled +1/2 as inputs. And the input signals L t and R to the passive matrix 130, which produce the environmental outputs from the linear combiner 134, respectively, whose input is the scaled +1/2 and −1/2 L t and R t , respectively. t is added. The basic directions of the passive matrix are “left”, “center”, “right” and “environment”. Adjacent base directions are on axes that are at right angles to each other, with respect to these direction slogans (labels), the left is adjacent to the center and the environment, the environment is adjacent to the left and right, and so on.

【0102】 左及び右受動マトリックス信号は、可変利得回路136と138の第1対及び
関連するフィードバック導出される制御システム140に加えられ。中央及び環
境受動マトリックス信号は、可変利得回路142と144の第2対及び関連する
フィードバック導出される制御システム146に加えられる。
The left and right passive matrix signals are applied to a first pair of variable gain circuits 136 and 138 and associated feedback derived control system 140. The central and environmental passive matrix signals are applied to a second pair of variable gain circuits 142 and 144 and associated feedback derived control system 146.

【0103】 「左」可変利得回路136は、利得gl及び線形結合器150をもつ電圧制御
されたアンプ(VCA)148を含む。VCA出力は、結合器150で左受動マト
リックス信号から減算され、可変利得回路の総合利得が(1−gl)になりかつ
、中間信号を構成する、結合器出力における可変利得回路の出力が(1−gl)*
tになるようにされる。相殺信号を構成するVCA148出力信号はgl*Lt
なる。
The “left” variable gain circuit 136 includes a voltage controlled amplifier (VCA) 148 with a gain gl and a linear combiner 150. The VCA output is subtracted from the left passive matrix signal at combiner 150, resulting in an overall gain of the variable gain circuit of (1- gl ) and an output of the variable gain circuit at the combiner output, which constitutes the intermediate signal ( 1- gl ) *
It is to be in L t. VCA148 output signal constituting a cancellation signal becomes g l * L t.

【0104】 「右」可変利得回路138は、利得gr及び線形結合器154をもつ電圧制御
されたアンプ(VCA)152を含む。VCA出力は、結合器154で右受動マト
リックス信号から減算され、可変利得回路の総合利得が(1−gr)になりかつ
、中間信号を構成する、結合器出力における可変利得回路の出力が(1−gr)*
Rtになるようにされる。VCA152出力信号gr*Rtは相殺信号を構成する。(
1−gl)*Rt及び(1−gr)*Lt中間信号は中間信号の第1対を構成する。中
間信号のこの第1対の相対的大きさは平等になるように強制されるのが望ましい
。これは、以下に述べる、関連するフィードバック制御システム140によって
達成される。
[0104] "right" variable gain circuit 138 includes an amplifier (VCA) 152 which is a voltage controlled with a gain g r and a linear combiner 154. VCA output is subtracted from the right passive matrix signal in combiner 154, the total gain of the variable gain circuit becomes (1-g r) and, constituting an intermediate signal, the output of the variable gain circuit at the combiner output ( 1-g r) *
It is made to be R t . VCA152 output signal g r * R t constitutes a cancellation signal. (
The 1-g l ) * R t and (1-g r ) * L t intermediate signals constitute the first pair of intermediate signals. The relative magnitude of this first pair of intermediate signals is preferably forced to be equal. This is accomplished by the associated feedback control system 140, described below.

【0105】 「中央」可変利得回路142は、利得gc及び線形結合器158をもつ電圧制
御されたアンプ(VCA)156を含む。VCA出力は、結合器158で中央受動
マトリックス信号から減算され、可変利得回路の総合利得が(1−gc)になり
かつ、中間信号を構成する、結合器出力における可変利得回路の出力が1/2*(
1−gc)*(Lt+Rt)になるようにされる。VCA156出力信号1/2*gc*(Lt +Rt)は相殺信号を構成する。
The “middle” variable gain circuit 142 includes a voltage controlled amplifier (VCA) 156 with a gain g c and a linear combiner 158. The VCA output is subtracted from the central passive matrix signal at combiner 158 to give a total gain of the variable gain circuit of (1-g c ), and the output of the variable gain circuit at the combiner output, which constitutes the intermediate signal, is one. / 2 * (
1-g c ) * (L t + R t ). The VCA 156 output signal 1/2 * g c * (L t + R t ) constitutes the cancellation signal.

【0106】 「環境」可変利得回路144は、利得gr及び線形結合器162をもつ電圧制
御されたアンプ(VCA)160を含む。VCA出力は、結合器162で環境受動
マトリックス信号から減算され、可変利得回路の総合利得が(1−gs)になり
かつ、中間信号を構成する、結合器出力における可変利得回路の出力が1/2*(
1−gs)*(Lt−Rt)になるようにされる。VCA160出力信号1/2*gs* (L t −Rt)は相殺信号を構成する。1/2*(1−gc)*(Lt+Rt)及び1/2*(1−gs)
*(Lt−Rt)中間信号は中間信号の第2対を構成する。中間信号のこの第2対の相
対的大きさは平等になるように強制されるのが望ましい。これは、以下に述べる
、関連するフィードバック制御システム146によって達成される。
[0106]   The “environment” variable gain circuit 144 has a gain grAnd voltage control with linear combiner 162
A controlled amplifier (VCA) 160 is included. VCA output is environmentally passive at combiner 162
Subtracted from the matrix signal, the total gain of the variable gain circuit is (1-gs)become
And the output of the variable gain circuit at the output of the combiner, which constitutes the intermediate signal, is 1/2 * (
1-gs) * (Lt-Rt). VCA160 output signal 1/2 * gs* (L t -Rt) Constitutes the cancellation signal. 1/2 * (1-gc) * (Lt+ Rt) And 1/2 * (1-gs)
* (Lt-RtThe intermediate signal constitutes the second pair of intermediate signals. This second pair of phases of the intermediate signal
It is desirable that the relative sizes are forced to be equal. This is described below
, Associated feedback control system 146.

【0107】 中間信号の第1対と関連するフィードバック導出される制御システム140は
、結合器150及び154の出力をそれぞれ受信するフィルタ164及び166
を含む。それぞれのフィルタ出力は、入力を整流して対数を発生させる対数整流
器168及び170に加えられ。整流されかつ対数化された出力は、入力の減算
器を構成する、線形結合器172に逆極性で加えられ、その出力が非反転アンプ
174に加えられる(装置172及び174は図3の大きさ比較器30に相当す
る)。対数化された信号を減算することは比較機能を与える。既に述べた通り、
これはアナログ領域で比較機能を実施する実際的方法である。この場合には、V
CA148及び152はそれらの入力の逆対数を内在的にとる種類のものであり
、従って対数に基礎づけられた比較器の制御出力の逆対数をとる。アンプ174
の出力は、VCA148及び152の制御信号を構成する。既に述べた通り、デ
ジタル的に実施されるとすれば、2つの大きさを分割し、結果的に得られたもの
をVCA機能の直接乗算器として用いるのがより便利である。既に述べた通り、
フィルタ164及び166は経験的に導出され、低周波及び非常に高い高周波を
減衰させて可聴範囲の中間に亘ってゆるやかに上昇するような応答を与える。こ
れらのフィルタは出力信号の周波数応答は変えず、単にフィードバック導出され
る制御システムの制御信号及びVCA利得を変えるに過ぎない。
A feedback derived control system 140 associated with the first pair of intermediate signals includes filters 164 and 166 that receive the outputs of combiners 150 and 154, respectively.
including. Each filter output is applied to a logarithmic rectifier 168 and 170 that rectifies the input to produce a logarithm. The rectified and logarithmic output is applied in reverse polarity to a linear combiner 172, which constitutes a subtractor at the input, and its output is applied to a non-inverting amplifier 174 (devices 172 and 174 are of the magnitude of FIG. 3). Corresponding to the comparator 30). Subtracting the logarithmized signal provides the comparison function. As already mentioned,
This is a practical way to implement the comparison function in the analog domain. In this case, V
CAs 148 and 152 are of the kind that inherently take the antilogarithm of their inputs, and thus take the antilogarithm of the control output of a logarithmically based comparator. Amplifier 174
The outputs of the two form the control signals for VCA 148 and 152. As already mentioned, if implemented digitally, it is more convenient to divide the two magnitudes and use the resulting one as a direct multiplier for the VCA function. As already mentioned,
Filters 164 and 166 are empirically derived and attenuate low frequencies and very high frequencies to provide a gradual rising response over the middle of the audible range. These filters do not change the frequency response of the output signal, only the control signal and VCA gain of the feedback derived control system.

【0108】 中間信号の第2対と関連するフィードバック導出される制御システム146は
、VCA158及び162をそれぞれ受信するフィルタ176及び178を含む
。それぞれのフィルタ出力は、各入力を整流してその対数を発生させる対数整流
器180及び182に加えられる。整流されかつ対数化された出力は、入力の減
算器を構成する、線形結合器184に逆極性で加えられ、その出力が非反転アン
プ186に加えられる(装置184及び186は図3の大きさ比較器30に相当
する)。フィードバック導出される制御システム146は、制御システム140
と同一方法で作動する。アンプ186の出力は、VCA158及び162の制御
信号を構成する。
The feedback derived control system 146 associated with the second pair of intermediate signals includes filters 176 and 178 that receive VCAs 158 and 162, respectively. Each filter output is applied to a log rectifier 180 and 182 that rectifies each input to produce its logarithm. The rectified and logarithmic output is applied in reverse polarity to a linear combiner 184, which constitutes a subtractor at the input, and its output is applied to a non-inverting amplifier 186 (devices 184 and 186 are of the magnitude of FIG. 3). Corresponding to the comparator 30). The feedback derived control system 146 is the control system 140.
Works the same way as. The output of amplifier 186 constitutes the control signal for VCA 158 and 162.

【0109】 追加の制御信号が、フィードバック導出される制御システム140及び146
から導出される。制御システム140の制御信号は、第1及び第2尺度化、相殺
等の機能188及190に用いられる。制御システム146の制御信号は、第1
及び第2尺度化、相殺等の機能192及び194に用いられる。機能188、1
90、192及び194は、1つ又はそれ以上の極性転換、振幅相殺、振幅尺度
化及び/又は上記非線形処理を含み得る。同様に上記説明により、それぞれ左後
方VCA200及び右後方202に用いられる追加の制御信号を発生させるため
に、機能188と192及び機能190と194の出力のより少ないか又はより
多くが、それだけより少ないか又はより多い機能196及び198によってそれ
ぞれ取り入れられる。この場合には、左後方相殺信号及び右後方相殺信号を発生
させるのに適する制御信号を与えるために、追加の制御信号が上記方法で導出さ
れる。左後方VCA200への入力は、線形結合器204の左及び環境相殺信号
を加算的に結合することによって得られる。右後方VCA202への入力は、線
形結合器204の右及び環境相殺信号を減算的に結合することによって得られる
。その代わりに、より望ましくはないが、VCA200及び202への入力は、
それぞれ左と環境受動マトリックス出力及び右と環境受動マトリックス出力から
導出され得る。左後方VCA200は左後方相殺信号glb*1/2*(gl* (Lt
t))である。右後方VCA202は、右後方相殺信号grb1/2* (gr*Rt+g s (Lt−Rt))である。
[0109]   Additional control signals are feedback derived control systems 140 and 146.
Derived from. The control signal of the control system 140 has first and second scaling, cancellation.
Etc. are used for functions 188 and 190. The control signal of the control system 146 is the first
And functions 192 and 194 for second scaling, offsetting, etc. Function 188, 1
90, 192 and 194 are one or more polarity reversals, amplitude cancellations, amplitude scales
And / or the above non-linear processing. Similarly, from the above description,
To generate additional control signals used for the one VCA 200 and the right rear 202
Less or more of the outputs of functions 188 and 192 and functions 190 and 194.
Many do so with less or more features 196 and 198
Each can be taken. In this case, a left rear cancellation signal and a right rear cancellation signal are generated.
An additional control signal is derived in the above manner to provide a control signal suitable for
Be done. The input to the left rear VCA 200 is the left of the linear combiner 204 and the environmental cancellation signal.
Is obtained by additively combining. The input to the right rear VCA 202 is a line
Obtained by subtractively combining the right and environmental cancellation signals of the form combiner 204
. Instead, and less desirably, the inputs to VCA 200 and 202 are:
From left and environmental passive matrix outputs and right and environmental passive matrix outputs respectively
Can be derived. The left rear VCA 200 has a left rear cancellation signal glb* 1/2 * (gl* (Lt
Rt)). The right rear VCA 202 receives the right rear cancellation signal g.rb1/2 * (gr* Rt+ G s (Lt-Rt)).

【0110】 図15は本発明の各面を具体化する実際的回路を示す回路構成図である。抵抗
器の値はオームで示される。指示がないところでは、コンデンサの値はマイクロ
ファラドで示される。
FIG. 15 is a circuit configuration diagram showing a practical circuit embodying each aspect of the present invention. Resistor values are shown in ohms. Where not indicated, capacitor values are given in microfarads.

【0111】 図15における「TL074」は、高忠実度及びオーディオプリアンプ用途を
意図するTexas Instrumentsの直角位相低ノイズJFET-入力(高入力インピーダン
ス)汎用演算増幅器である。同装置の詳細は出版された文献で広く入手できる。
データシートは下記インターネット上<<http://www.ti.com/sc/docs/products
/analog/tl074.html>>で見出し得る。
The “TL074” in FIG. 15 is a Texas Instruments quadrature low noise JFET-input (high input impedance) general purpose operational amplifier intended for high fidelity and audio preamplifier applications. Details of the device are widely available in the published literature.
The data sheet is on the internet below << http://www.ti.com/sc/docs/products
You can find it in /analog/tl074.html >>.

【0112】 図15の「SSM-2120」は、オーディオ用途を意図する半導体集積回路であ
る。それは2つのVCA及び2つのレベル検出器を含み、レベル検出器に送られた
信号のレベルの大きさに依存して各信号の利得又は減衰の対数制御を可能にする
。同装置の詳細は出版された文献で広く入手できる。データシートはインターネ
ット上<<http://www.analog.com/pfd/1788_c.pdf>>で見出し得る。
“SSM-2120” in FIG. 15 is a semiconductor integrated circuit intended for audio use. It contains two VCAs and two level detectors, allowing logarithmic control of the gain or attenuation of each signal depending on the level magnitude of the signal sent to the level detector. Details of the device are widely available in the published literature. The data sheet can be found on the internet at << http://www.analog.com/pfd/1788_c.pdf >>.

【0113】 以下の表は、本文書で用いられる用語を図15のVCA出力におけるラベル及
び垂直バス上のラベルと関連づける。
The following table associates the terms used in this document with the labels on the VCA output of FIG. 15 and the labels on the vertical bus.

【0114】[0114]

【表1】 [Table 1]

【0115】 図15において出力マトリックス抵抗器に達する線に関するラベルは、各信号
の源ではなくてそれらの機能を伝えることを意図する。従って、例えば、左前方
出力につながる少数の頂部線は以下の通りである。
The labels in FIG. 15 regarding the lines that reach the output matrix resistors are intended to convey their function rather than the source of each signal. So, for example, a few top lines leading to the left front output are:

【0116】[0116]

【表2】 [Table 2]

【0117】 図15では、VCA項の極性にかかわらず、マトリックスそれ自体は任意の各
項(U2C等)の反転に備える。さらに、図15の「サーボ」は、本明細書に記載
の通り、フィードバック導出される制御システムを指す。
In FIG. 15, the matrix itself provides for the inversion of any term (such as U2C), regardless of the polarity of the VCA term. Further, “servo” in FIG. 15 refers to a feedback derived control system as described herein.

【0118】 本発明は、各機能がソフトウエア及び/又はデジタル及び/又はファームウエア
で実行される、アナログ、ハイブリッドアナログ/デジタル及び/又はデジタル信
号処理によって実施され得る。VCA、整流器等のようなアナログ項はそれらの
同等物を含むことが意図される。例えば、デジタル実施形態ではVCAは乗法又
は除法によって実現される。
The present invention may be implemented by analog, hybrid analog / digital and / or digital signal processing, where each function is implemented in software and / or digital and / or firmware. Analog terms such as VCA, rectifier, etc. are intended to include their equivalents. For example, in a digital embodiment VCA is implemented by multiplication or division.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は、本発明を理解するのに有用な先行技術受動復号マトリックスの機能的
構成図である。
FIG. 1 is a functional block diagram of a prior art passive decoding matrix useful in understanding the present invention.

【図2】 図2は、本発明を理解するのに有用な先行技術能動復号マトリックスの機能的
構成図であって、そこでは受動マトリックス出力の可変尺度化された、各型が線
形結合器で不変の受動マトリックス出力と加算される。
FIG. 2 is a functional block diagram of a prior art active decoding matrix useful in understanding the present invention, in which a passively scaled output of each type is a linear combiner of each type. It is summed with the invariant passive matrix output.

【図3】 図3は、右と左のVCA、図2の和と差のVCA及び本発明の他のVCA実施
形態に関する、本発明によるフィードバック導出制御システムの機能的構成図で
ある。
FIG. 3 is a functional block diagram of a feedback derivation control system according to the present invention for the right and left VCAs, the sum and difference VCAs of FIG. 2 and other VCA embodiments of the present invention.

【図4】 図4は、図2及び図3の組合せと同等な本発明による装置を示す機能的構成図
であり、同図の出力結合器は、相殺成分が導出される受動マトリックスから受信
する代わりにL及びR入力信号に応答して受動マトリックス信号成分を発生
させる。
FIG. 4 is a functional block diagram of an apparatus according to the invention equivalent to the combination of FIGS. 2 and 3, in which the output combiner receives a cancellation component from a passive matrix. Instead, it produces a passive matrix signal component in response to the L t and R t input signals.

【図5】 図5は、図2及び図3の本組合せと同等な装置を示す発明による機能的構成図
である。図5の構成では、同等に維持されるべき信号は、出力導出結合器及びVC
A制御用のフィードバック回路に加えられる信号である。即ち、フィードバック
回路の出力は受動マトリックス成分を含む。
FIG. 5 is a functional block diagram according to the invention showing an apparatus equivalent to the present combination of FIGS. 2 and 3. In the configuration of FIG. 5, the signals that should be kept equal are output decoupler and VC
This signal is applied to the feedback circuit for A control. That is, the output of the feedback circuit contains passive matrix components.

【図6】 図6は、図2及び図3と、図4及び5との本組合せ装置と同等な装置を示す本
発明による機能的構成図である。同図では、VCA及び減算器によって与えられる
可変利得回路利得(1‐g)は、VCA及び減算器構成の各VCAの逆方向で利得が変
化するVCAによって置き換えられる。この実施形態では受動マトリックス成分は
潜在的である。他の実施形態では受動マトリックス成分は顕在的である。
FIG. 6 is a functional block diagram according to the present invention showing a device equivalent to the present combination device of FIGS. 2 and 3 and FIGS. 4 and 5; In this figure, the variable gain circuit gain (1-g) provided by the VCA and subtractor is replaced by a VCA whose gain varies in the opposite direction of each VCA in the VCA and subtractor configuration. In this embodiment, the passive matrix component is potential. In other embodiments, the passive matrix component is overt.

【図7】 図7は、パニング角度α(水平軸)に対してL/ Rフィードバック導出制
御システム(垂直軸)の左及び右VCA利得g及びgをプロットする、理想
化されたグラフである。
FIG. 7 is an idealized plot of left and right VCA gains g l and g r of an L t / R t feedback derived control system (vertical axis) against panning angle α (horizontal axis). It is a graph.

【図8】 図8は、パニング角度α(水平軸)に対して和/差フィードバック導出制御シ
ステム(垂直軸)の和及び差VCA利得g及びgをプロットする、理想化さ
れたグラフである。
FIG. 8 is an idealized graph plotting the sum and difference VCA gains g c and g s of a sum / difference feedback derivation control system (vertical axis) against the panning angle α (horizontal axis). is there.

【図9】 図9は、パニング角度α(水平軸)に対して制御信号の最大及び最少値が+/
−15ボルト(垂直軸)である縮尺に対する左/右及び逆和/差制御電圧をプロッ
トする、理想化されたグラフである。
FIG. 9 shows that the maximum and minimum values of the control signal are +/- with respect to the panning angle α (horizontal axis).
FIG. 6 is an idealized graph plotting left / right and inverse sum / difference control voltages for a scale of −15 volts (vertical axis).

【図10】 パニング角度α(水平軸)に対して図9(垂直軸)の曲線のうち小さい方をプ
ロットする、理想化されたグラフである。
FIG. 10 is an idealized graph plotting the smaller of the curves of FIG. 9 (vertical axis) against the panning angle α (horizontal axis).

【図11】 曲線のうち小さい方をとる前に和/差電圧が0.8だけ縮尺されている場合に
つきパニング角度α(水平軸)に対して図9(垂直軸)の曲線のうち小さい方を
プロットする、理想化されたグラフである。
FIG. 11: The smaller one of the curves in FIG. 9 (vertical axis) with respect to the panning angle α (horizontal axis) when the sum / difference voltage is scaled by 0.8 before taking the smaller one of the curves Is an idealized graph that plots.

【図12】 図12は、パニング角度α(水平軸)に対して左後方/右後方フィードバック
導出制御システム(垂直軸)の左後方及び右後方VCA利得glb及びgrb
プロットする、理想化されたグラフである。
FIG. 12 is an idealization plot of left rear and right rear VCA gains g lb and gr b of a left rear / right rear feedback derived control system (vertical axis) against panning angle α (horizontal axis). It is the graph which was done.

【図13】 図13は、6つの出力が導出される本発明による能動マトリックスデコーダの
一部分の機能構成図である。
FIG. 13 is a functional block diagram of a portion of an active matrix decoder according to the present invention in which six outputs are derived.

【図14】 図14は、図13のような6出力能動マトリックスデコーダ用に6つの相殺信
号の導出を示す機能構成図である。
FIG. 14 is a functional block diagram showing the derivation of six cancellation signals for a 6-output active matrix decoder as in FIG.

【図15】 本発明の各面を具体化する実際的回路示す回路構成図である。FIG. 15   It is a circuit block diagram which shows the practical circuit which embodies each aspect of this invention.

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Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの入力オーディオ信号から少なくとも3つのオーディオ出力
信号を導出する方法であって、 前記2つの入力オーディオ信号から4つのオーディオ信号を導出し、該4つの
オーディオ信号が2つのオーディオ信号に応答して2対のオーディオ信号を発生
させる受動マトリックスで導出され、導出されたオーディオ信号の第1対が第1
軸上に位置する各方向を表し、導出されたオーディオ信号の第2対が第2軸上に
位置する各方向を表し、前記第1及び第2軸が実質的に互いに直角をなすように
し、 それぞれの第1及び第2対の中間オーディオ信号を発生させるために導出され
たオーディオ信号の前記各対の各々を処理し、中間オーディオ信号の各対の該オ
ーディオ信号の相対的振幅の大きさが同等になるように強制されるようにし、 該第1対の中間信号が発生される導出されたオーディオ信号の該対軸上に位置
する第1方向を表わす第1出力信号を発生させ、前記第1出力信号が、同一極性
で、中間オーディオ信号の前記第2対の各々の少なくとも一成分を少なくとも結
合することによって発生されるようにし、 該第1対の中間信号が発生される導出されたオーディオ信号の該対の軸上に位
置する第2方向を表わす第2出力信号を発生させ、前記第2出力信号が、逆極性
で、中間オーディオ信号の前記第2対の各々の少なくとも一成分を少なくとも結
合することによって発生されるようにし、 該第2対の中間信号が発生される導出されたオーディオ信号の該対の軸上に位
置する第1方向を表わす第3出力信号を発生させ、前記第3出力信号が、同一極
性で、中間オーディオ信号の前記第1対の各々の少なくとも一成分を少なくとも
結合することによって発生されるようにし、 該第2対の中間信号が発生される導出されたオーディオ信号の前記対の軸上に
位置する第2方向を表わす第4出力信号を発生させ、前記第3信号は、該第3出
力信号が同一極性で結合されるか又は少なくとも同一極性で結合されることによ
って発生されるとすれば、同一極性で、中間オーディオ信号の前記第1対の各々
の少なくとも一成分と少なくとも結合されるようにすることから成るオーディオ
出力信号導出方法。
1. A method of deriving at least three audio output signals from two input audio signals, wherein four audio signals are derived from the two input audio signals, and the four audio signals are two audio signals. In a passive matrix generating two pairs of audio signals in response to
A second pair of derived audio signals represent respective directions located on an axis, the second pair of derived audio signals representing respective directions located on a second axis, the first and second axes being substantially perpendicular to each other, Processing each of said each pair of derived audio signals to generate a respective first and second pair of intermediate audio signals, the magnitude of the relative amplitude of said audio signal of each pair of intermediate audio signals being Generating a first output signal representative of a first direction located on the pair axis of the derived audio signal from which the first pair of intermediate signals is generated, the first output signal being generated to be equal. One output signal of the same polarity generated by at least combining at least one component of each of the second pair of intermediate audio signals, the derived audio from which the first pair of intermediate signals is generated. Belief A second output signal representative of a second direction located on the axis of said pair of said second output signals having opposite polarities and at least one component of each of said second pair of intermediate audio signals. Generating a third output signal representative of a first direction located on the axis of the derived audio signal from which the second pair of intermediate signals is generated, the third output signal being generated by the third output signal. An output signal having the same polarity, produced by at least combining at least one component of each said first pair of intermediate audio signals, said second pair of intermediate signals being derived derived audio signals Generating a fourth output signal representative of a second direction located on the pair of axes, the third signal being coupled to the third output signal with the same polarity or at least coupled with the same polarity. To If so produced, a method of deriving an audio output signal, comprising at least combining with at least one component of each of said first pair of intermediate audio signals of the same polarity.
【請求項2】 第1出力信号を発生させることが、中間オーディオ信号の前記第
2対の各成分を、前記第1方向を表わす受動マトリックスと結合させることを含
み、前記成分が前記受動マトリックスオーディオ信号に対抗する相殺信号を構成
し、 第2出力信号を発生させることが、中間オーディオ信号の前記第2対の各成分
を、前記第2方向を表わす受動マトリックスと結合させることを含み、前記成分
が前記受動マトリックスオーディオ信号に対抗する相殺信号を構成し、 第3出力信号を発生させることが、中間オーディオ信号の前記第1対の各成分
を、前記第3方向を表わす受動マトリックスと結合させることを含み、前記成分
が前記受動マトリックスオーディオ信号に対抗する相殺信号を構成し、 選択的に第4出力信号を発生させることが、中間オーディオ信号の前記第1対
の各成分を、前記第4方向を表わす受動マトリックスと結合させることを含み、
前記成分が前記受動マトリックスオーディオ信号に対抗する相殺信号を構成する
、請求項1の方法。
2. Generating a first output signal comprises combining each component of said second pair of intermediate audio signals with a passive matrix representing said first direction, said component being said passive matrix audio. Constructing a cancellation signal that opposes the signal and producing a second output signal comprises combining each component of the second pair of intermediate audio signals with a passive matrix representing the second direction, said component Constructing a cancellation signal that opposes the passive matrix audio signal, producing a third output signal, combining each component of the first pair of intermediate audio signals with a passive matrix representing the third direction. And wherein the component constitutes a cancellation signal that opposes the passive matrix audio signal and selectively produces a fourth output signal. And combining each component of the first pair of intermediate audio signals with a passive matrix representing the fourth direction,
The method of claim 1, wherein the components constitute a cancellation signal that opposes the passive matrix audio signal.
【請求項3】 それぞれ前記第1、第2、第3及び選択的に第4方向を表わすマ
トリックスオーディオ信号が前記受動マトリックスによって発生される、請求項
2の方法。
3. The method of claim 2, wherein matrix audio signals respectively representing the first, second, third and optionally fourth directions are generated by the passive matrix.
【請求項4】 それぞれ前記第1、第2、第3及び選択的に第4方向を表わす受
動マトリックスオーディオ信号が、複数の線形結合器で発生され、該線形結合器
が同様に該受動マトリックスオーディオ信号を各信号の前記成分の1つと結合さ
せる、請求項2の方法。
4. A passive matrix audio signal, each representing said first, second, third and optionally fourth direction, is generated by a plurality of linear combiners, said linear combiners also being said passive matrix audio. The method of claim 2, wherein a signal is combined with one of the components of each signal.
【請求項5】 該それぞれの出力信号が前記中間信号の各対を結合させることに
よって発生される、請求項1の方法。
5. The method of claim 1, wherein the respective output signals are generated by combining each pair of the intermediate signals.
【請求項6】 前記処理が、中間オーディオ信号の該それぞれの対の該相対的振
幅を制御するのに用いる中間オーディオ信号の各対をフィードバックすることを
含む、請求項1、2又は5のいずれか1つの方法。
6. The method of claim 1, 2 or 5, wherein the processing comprises feeding back each pair of intermediate audio signals used to control the relative amplitude of the respective pair of intermediate audio signals. Or one way.
【請求項7】 前記処理は、各導出されたオーディオ信号をそれぞれの可変利得
回路に加えることを含み、導出されたオーディオ信号の各対と関連する各可変利
得回路の利得が、それぞれの対において該可変利得回路の出力の振幅に応答して
制御される、請求項6の方法。
7. The process includes applying each derived audio signal to a respective variable gain circuit, wherein the gain of each variable gain circuit associated with each pair of derived audio signals is at each pair. 7. The method of claim 6, wherein the method is controlled in response to the amplitude of the output of the variable gain circuit.
【請求項8】 各可変利得回路は電圧制御されたアンプ(VCA)を含み、該V
CAは、結果的に生じる可変利得回路利得が(1−g)になる、減算結合器と結
合した利得gを有し、前記相殺信号が前記電圧制御されたアンプの出力からとら
れる、請求項7の方法。
8. Each variable gain circuit includes a voltage controlled amplifier (VCA), the V
The CA has a gain g combined with a subtractive combiner, the resulting variable gain circuit gain being (1-g), wherein the cancellation signal is taken from the output of the voltage controlled amplifier. Method 7
【請求項9】 各可変利得回路は電圧制御されたアンプ(VCA)を含み、該V
CAは利得gを有し、結果的に生じる可変利得回路の利得がgであり、前記相殺
信号が前記電圧制御されたアンプの出力からとられる、請求項7の方法。
9. Each variable gain circuit includes a voltage controlled amplifier (VCA), the V
8. The method of claim 7, wherein CA has a gain g, the resulting gain of the variable gain circuit is g, and the cancellation signal is taken from the output of the voltage controlled amplifier.
【請求項10】 静止入力信号条件に対して各可変利得回路の利得は低く、前記
信号出力は実質的に前記受動マトリックスによって発生される信号である、請求
項7の方法。
10. The method of claim 7, wherein the gain of each variable gain circuit is low for static input signal conditions and the signal output is substantially the signal generated by the passive matrix.
【請求項11】 静止入力信号条件に対して各可変利得回路の利得は高く、前記
信号出力は実質的に前記受動マトリックスによって発生される信号である、請求
項7の方法。
11. The method of claim 7, wherein the gain of each variable gain circuit is high for stationary input signal conditions and the signal output is substantially the signal generated by the passive matrix.
【請求項12】 導出されたオーディオ信号の各対と関連する該可変利得回路の
利得は、該対の該それぞれの可変利得回路の該出力を大きさ比較器に加えること
によって制御され、該比較器は該可変利得回路の利得を制御する制御信号を発生
させる、請求項7の方法。
12. The gain of the variable gain circuit associated with each pair of derived audio signals is controlled by applying the output of the respective variable gain circuit of the pair to a magnitude comparator. 8. The method of claim 7, wherein the instrument generates a control signal that controls the gain of the variable gain circuit.
【請求項13】 該それぞれの大きさ比較器は、導出されたオーディオ信号の該
対と関連する該可変利得回路の利得を制御し、若干の入力信号条件に対して、一
可変利得回路の出力の大きさが他に関して増大すると、該増大した出力をもつ該
可変利得回路の利得が減少するようにされる、請求項12の方法。
13. Each of the magnitude comparators controls the gain of the variable gain circuit associated with the pair of derived audio signals, and for some input signal conditions, the output of one variable gain circuit. 13. The method of claim 12, wherein the gain of the variable gain circuit with the increased output is decreased as the magnitude of V increases with respect to the other.
【請求項14】 該それぞれの大きさ比較器は、導出されたオーディオ信号の該
対と関連する該可変利得回路の利得を制御し、若干の入力信号条件に対して、一
可変利得回路の出力の大きさが他に関して増大すると、該増大した出力をもたな
い該可変利得回路の利得が実質的に変化しないようにされる、請求項13の方法
14. Each of the magnitude comparators controls the gain of the variable gain circuit associated with the pair of derived audio signals, and for some input signal conditions, the output of one variable gain circuit. 14. The method of claim 13, wherein the gain of the variable gain circuit that does not have the increased output is substantially unchanged as the magnitude of V increases with respect to the other.
【請求項15】 該それぞれの大きさ比較器は、導出されたオーディオ信号の該
対と関連する該可変利得回路の利得を制御し、若干の入力信号条件に対して、一
可変利得回路の出力の大きさが他に関して増大すると、該可変利得回路の利得の
積が実質的に一定になるようにされる、請求項13の方法。
15. Each of the magnitude comparators controls the gain of the variable gain circuit associated with the pair of derived audio signals, and for some input signal conditions, the output of one variable gain circuit. 14. The method of claim 13, wherein the product of the gains of the variable gain circuit is made substantially constant as the magnitude of V increases with respect to the other.
【請求項16】 該それぞれの大きさ比較器は、導出されたオーディオ信号の該
対と関連する該可変利得回路の利得を制御し、若干の入力信号条件に対して、一
可変利得回路の出力の大きさが他に関して増大すると、該増大した出力をもつ該
可変利得回路の利得が増大するようにされる、請求項12の方法。
16. Each of the magnitude comparators controls the gain of the variable gain circuit associated with the pair of derived audio signals, and for some input signal conditions, the output of one variable gain circuit. 13. The method of claim 12, wherein the gain of the variable gain circuit with the increased output is increased as the magnitude of V increases with respect to the other.
【請求項17】 該それぞれの大きさ比較器は、導出されたオーディオ信号の該
対と関連する該可変利得回路の利得を制御し、若干の入力信号条件に対して、一
可変利得回路の出力の大きさが他に関して増大すると、該増大した出力をもたな
い該可変利得回路の利得が同様に実質的に変化しないようにされる、請求項16
の方法。
17. Each of the magnitude comparators controls the gain of the variable gain circuit associated with the pair of derived audio signals, and for some input signal conditions, the output of one variable gain circuit. 17. The gain of the variable gain circuit that does not have the increased output is likewise substantially unchanged as the magnitude of V increases with respect to the other.
the method of.
【請求項18】 該それぞれの大きさ比較器は、導出されたオーディオ信号の該
対と関連する該可変利得回路の利得を制御し、若干の入力信号条件に対して、一
可変利得回路の出力の大きさが他に関して増大すると、該可変利得回路の利得の
積が同様に実質的に一定になるようにされる、請求項16の方法。
18. Each of the magnitude comparators controls the gain of the variable gain circuit associated with the pair of derived audio signals, and for some input signal conditions, the output of one variable gain circuit. 17. The method of claim 16, wherein the product of the gains of the variable gain circuit is likewise made substantially constant as the magnitude of R increases with respect to the other.
【請求項19】 前記可利得回路のdB利得がそれらの回路の電圧の関数であり
、各大きさ比較器が無限の利得をもち、各可変利得回路の出力が整流器を介して
大きさ比較器に加えられ、該整流器がその入力の対数に比例する出力信号を与え
る、請求項12の方法。
19. The dB gain of the gainable circuits is a function of the voltage of those circuits, each magnitude comparator has an infinite gain, and the output of each variable gain circuit is a magnitude comparator through a rectifier. And the rectifier provides an output signal proportional to the logarithm of its input.
【請求項20】 各整流器は、ある応答をもつフィルタによって先行され、該応
答が低周波数及び非常に高い周波数を減衰させて可聴範囲の中央に亘り緩やかに
上昇する応答を与えるる、請求項19の方法。
20. Each rectifier is preceded by a filter having a response, the response attenuating low and very high frequencies to provide a response that rises slowly over the middle of the audible range. the method of.
【請求項21】 受動マトリックスオーディオ信号の各対と関連する該可変利得
回路を制御する該2つの制御信号から1つ又はそれ以上の追加の制御信号を導出
し、それぞれ1つ又は両制御信号を改変すること及び改変されてない制御信号及
び改変された制御信号のより小さいもの又はより大きいもの又は2つの改変され
た制御信号のより小さいもの又はより大きいものを発生させることによって、前
記1つ又はそれ以上の追加の制御信号が導出されるようにすることをさらに含む
、請求項12の方法。
21. One or more additional control signals are derived from the two control signals that control the variable gain circuit associated with each pair of passive matrix audio signals, each one or both control signals being derived. By altering and generating an unaltered control signal and a lesser or greater of the altered control signals or a lesser or greater of the two altered control signals, 13. The method of claim 12, further comprising causing additional control signals to be derived.
【請求項22】 該それぞれの信号を極性転換、振幅相殺、振幅尺度化及び/又
は非線形処理することによって前記制御信号の1つ又は両方が改変される、請求
項21の方法。
22. The method of claim 21, wherein one or both of the control signals are modified by polarity reversing, amplitude cancellation, amplitude scaling and / or non-linear processing of the respective signals.
【請求項23】 前記複数の相殺信号の結合されたもの又は2つの受動マトリッ
クス信号の結合されたものを入力として受信する1つ又はそれ以上の追加の可変
利得回路をさらに含み、前記1つ又はそれ以上の追加の制御信号が、前記1つ又
はそれ以上の追加の可変利得回路のそれぞれを制御し、前記入力信号が前記第1
及び第2軸上に位置する該方向以外の方向を表わすとき該回路の利得が最大まで
上昇するようにし、 前記1つ又はそれ以上の追加の制御信号のそれぞれ1つで前記1つ又はそれ以上
の追加の可変利得回路を制御することによって、1つ又はそれ以上の追加の相殺
信号を発生させることをさらに含む、請求項21の方法。
23. One or more additional variable gain circuits further receiving as inputs the combination of the plurality of cancellation signals or the combination of the two passive matrix signals, the one or more One or more additional control signals control each of the one or more additional variable gain circuits, the input signal being the first
And the gain of the circuit is increased to a maximum when representing a direction other than the direction located on the second axis, the one or more ones each being one of the one or more additional control signals. 22. The method of claim 21, further comprising: generating one or more additional cancellation signals by controlling the additional variable gain circuit of.
【請求項24】 少なくとも5つの受動マトリックスオーディオ信号の各々を、
前記複数の相殺信号の2つ又はそれ以上及び前記1つ又はそれ以上の追加の相殺
信号と結合することによって少なくとも5つの出力信号が発生され、該相殺信号
が各受動マトリックスオーディオ信号に対抗し、前記入力オーディオ信号が該受
動マトリックスオーディオ信号によって表わされる該方向以外の方向と関連する
信号を表わす時、該受動マトリックスオーディオ信号が該相殺信号によって実質
的に相殺されるようにする、請求項23の方法。
24. Each of at least five passive matrix audio signals,
Combining at least five output signals by combining two or more of said plurality of cancellation signals and said one or more additional cancellation signals, said cancellation signals opposing each passive matrix audio signal, 24. The passive matrix audio signal is substantially canceled by the cancellation signal when the input audio signal represents a signal associated with a direction other than the direction represented by the passive matrix audio signal. Method.
【請求項25】 中間オーディオ信号の第1対の該オーディオ信号の大きさは、 [(L+R)*(1−gc)]の大きさ又は同等に、[(L−R)*
]の大きさ及び [(L−R)*(1−g)の大きさ又は同等に、[(L−R)*h ]の大きさによって表わされ、 中間オーディオ信号の他の対の該オーディオ信号の大きさは、 [(L*(1−g)]の大きさ又は同等に、[L*(h)]の大きさ
及び [(R*(1−g))の大きさ 又は同等に、[R*(h)]の大き
さによって表わされる。 ここで、L及びRは、前記受動マトリックスL+Rによって発生され
た一対のオーディオ信号であり、L−Rは、前記受動マトリックスL+R によって発生された他の対のオーディオ信号であり、(1−gc)及びh
、前記受動マトリックスのL+R出力と関連した可変利得回路の利得であり
、(1−g)及びhは、前記受動マトリックスのL−R出力と関連した
可変利得回路の利得であり、(1−g)及びhは、前記受動マトリックスの
出力と関連した可変利得回路の利得であり、(1−g)及びhrは、前記
受動マトリックスのR出力と関連した可変利得回路の利得である、請求項12
の方法。
25. The magnitude of the audio signal of the first pair of intermediate audio signals is:     [(Lt+ Rt) * (1-gc)] Or equivalently, [(Lt-Rt) *
hc] Size and     [(Lt-Rt) * (1-gs) Or equivalently, [(Lt-Rt) * H s ]],     The magnitude of the other pair of intermediate audio signals is:     [(Lt* (1-gl)] Or equivalently, [Lt* (Hl)] Size
as well as     [(Rt* (1-gr)) Or equivalently, [Rt* (Hr)]
Represented by   Where LtAnd RtIs the passive matrix Lt+ RtGenerated by
A pair of audio signals, Lt-RtIs the passive matrix Lt+ R t Is another pair of audio signals generated byc) And hcIs
, L of the passive matrixt+ RtIs the gain of the variable gain circuit associated with the output
, (1-gs) And hsIs the L of the passive matrixt-RtRelated to output
The gain of the variable gain circuit, which is (1-gl) And hlOf the passive matrix
LtIs the gain of the variable gain circuit associated with the output, (1-gr) And hrIs the above
R of passive matrixt13. The gain of the variable gain circuit associated with the output,
the method of.
【請求項26】 2つの入力オーディオ信号から、各々が方向と関連した少なく
とも3つのオーディオ信号を導出する方法であって、 前記2つの入力オーディオ信号に応答して、受動マトリックスで、2対の受動
マトリックスオーディオ信号を含む複数の受動マトリックス信号を発生させ、第
1対の受動マトリックス信号が第1軸上に位置する方向を表し、第2対の受動マ
トリックス信号が第2軸上に位置する方向を表し、前記第1及び第2軸が実質的
に互いに相互に直角をなすようにし、 中間オーディオ信号のそれぞれの第1及び第2対を発生させるために受動マト
リックスオーディオ信号の前記対の各々を処理し、中間オーディオ信号各対の該
オーディオ信号の相対的振幅の大きさの平等化が強制されるようにし、 中間オーディオ信号の前記対から複数の相殺信号を導出し、 少なくとも3つの受動マトリックスオーディオ信号の各々を前記複数の相殺信
号の2つ又はそれ以上と結合させることによって少なくとも3つの出力信号を発
生させ、該相殺信号が各受動マトリックスオーディオ信号と対抗し、前記入力オ
ーディオ信号が該受動マトリックスオーディオ信号によって表される方向以外の
方向と関連する信号を表す時、該受動マトリックスオーディオ信号が該相殺信号
によって実質的に相殺されるようにすることから成るオーディオ信号導出方法。
26. A method of deriving at least three audio signals, each of which is associated with a direction, from two input audio signals, said passive matrix comprising two pairs of passive audio signals in response to said two input audio signals. Generating a plurality of passive matrix signals including a matrix audio signal, the first pair of passive matrix signals representing a direction on a first axis, and the second pair of passive matrix signals on a second axis. And processing each of said pairs of passive matrix audio signals to generate respective first and second pairs of intermediate audio signals, wherein said first and second axes are substantially perpendicular to one another. The equalization of the relative amplitude magnitudes of the audio signals of each pair of intermediate audio signals is forced, Deriving a plurality of cancellation signals from the pair and generating at least three output signals by combining each of the at least three passive matrix audio signals with two or more of the plurality of cancellation signals, the cancellation signals being As opposed to each passive matrix audio signal, the passive matrix audio signal is substantially canceled by the cancellation signal when the input audio signal represents a signal associated with a direction other than the direction represented by the passive matrix audio signal. A method for deriving an audio signal, the method comprising:
【請求項27】 前記処理が、中間オーディオ信号の各対の相対的振幅を制御す
るのに用いる中間オーディオ信号の各対をフィードバックすることを含む、請求
項26の方法。
27. The method of claim 26, wherein the processing comprises feeding back each pair of intermediate audio signals used to control the relative amplitude of each pair of intermediate audio signals.
【請求項28】 前記処理が、受動マトリックスオーディオ信号の前記2対の各
受動マトリックス信号をそれぞれの可変利得回路に加えることを含み、各回路が
、減算結合器と結合した、利得gをもつ、電圧制御されたアンプ(VCA)を含
み、結果として生じる可変利得回路利得が(1−g)でありかつ前記相殺信号が
前記電圧制御されたアンプから取られるようにされる、請求項27の方法。
28. The processing includes applying each of the two pairs of passive matrix signals of a passive matrix audio signal to a respective variable gain circuit, each circuit having a gain g associated with a subtractive combiner. 28. The method of claim 27 including a voltage controlled amplifier (VCA), wherein the resulting variable gain circuit gain is (1-g) and the cancellation signal is taken from the voltage controlled amplifier. .
【請求項29】 受動マトリックスマトリックスオーディオ信号の各対と関連し
た該可変利得回路の利得は、該可変利得回路の利得を制御する制御利得を発生さ
せる大きさ比較器に、各対の該それぞれの可変利得回路の出力を加えることによ
って制御される、請求項28の方法。
29. The gain of the variable gain circuit associated with each pair of passive matrix matrix audio signals is provided to a magnitude comparator that produces a control gain that controls the gain of the variable gain circuit. 29. The method of claim 28, controlled by applying the output of a variable gain circuit.
【請求項30】 各対の該それぞれの可変利得回路の該出力は、整流器を介して
大きさ比較器に加えられ、該整流器がそれらの入力の対数に比例する信号を与え
、該比較器が無限利得をもち、該VCAのdB利得がそれらの制御電圧の線形関
数である、請求項29の方法。
30. The output of each variable gain circuit of each pair is applied to a magnitude comparator via a rectifier, the rectifier providing a signal proportional to the logarithm of their inputs, the comparator 30. The method of claim 29, having infinite gain, wherein the VCA dB gain is a linear function of their control voltages.
【請求項31】 受動マトリックスオーディオ信号の各対と関連した該可変利得
回路を制御する該2つの制御信号から1つ又はそれ以上の追加の制御信号を導出
し、前記1つ又はそれ以上の追加の制御信号が、1つ又は両制御信号を改変しか
つ改変されていない制御信号及び改変された制御信号又は2つの改変されていな
い制御信号のより小さいもの又はより大きいものを発生させることによって、前
記1つ又はそれ以上の追加の制御信号がそれぞれ得られるようにすることをさら
に含む、請求項29の方法。
31. Deriving one or more additional control signals from the two control signals that control the variable gain circuit associated with each pair of passive matrix audio signals, the one or more additional control signals. By modifying one or both control signals and generating an unmodified control signal and a modified control signal or two lesser or greater of the two unmodified control signals, 30. The method of claim 29, further comprising causing each of the one or more additional control signals to be obtained.
【請求項32】 該それぞれの信号を極性転換、振幅相殺、振幅尺度化及び/又
は非線形処理することによって前記制御信号の1つ又は両方が改変される、請求
項31の方法。
32. The method of claim 31, wherein one or both of the control signals is modified by polarity reversing, amplitude cancellation, amplitude scaling and / or non-linear processing of the respective signals.
【請求項33】 前記複数の相殺信号の結合されたもの又は2つの受動マトリッ
クス信号の結合されたものを入力として受信する1つ又はそれ以上の追加の可変
利得回路をさらに含み、前記1つ又はそれ以上の追加の制御信号が、前記1つ又
はそれ以上の追加の可変利得回路のそれぞれを制御し、前記入力信号が前記第1
及び第2軸上に位置する該方向以外の方向を表わすとき該回路の利得が最大まで
上昇するようにし、 前記1つ又はそれ以上の追加の制御信号のそれぞれ1つで前記1つ又はそれ以
上の追加の可変利得回路を制御することによって、1つ又はそれ以上の追加の相
殺信号を発生させることをさらに含む、請求項31の方法。
33. One or more additional variable gain circuits further receiving as inputs the combination of the plurality of cancellation signals or the combination of two passive matrix signals, the one or more One or more additional control signals control each of the one or more additional variable gain circuits, the input signal being the first
And the gain of the circuit is increased to a maximum when representing a direction other than the direction located on the second axis, the one or more ones each being one of the one or more additional control signals. 32. The method of claim 31, further comprising generating the one or more additional cancellation signals by controlling the additional variable gain circuit of.
【請求項34】 少なくとも5つの受動マトリックスオーディオ信号の各々を、
前記複数の相殺信号の2つ又はそれ以上及び前記1つ又はそれ以上の追加の相殺
信号と結合することによって少なくとも5つの出力信号が発生され、該相殺信号
が各受動マトリックスオーディオ信号に対抗し、前記入力オーディオ信号が該受
動マトリックスオーディオ信号によって表わされる該方向以外の方向と関連する
信号を表わす時、該受動マトリックスオーディオ信号が該相殺信号によって実質
的に相殺されるようにする、請求項33の方法。
34. Each of at least five passive matrix audio signals,
Combining at least five output signals by combining two or more of said plurality of cancellation signals and said one or more additional cancellation signals, said cancellation signals opposing each passive matrix audio signal, 34. The passive matrix audio signal is substantially canceled by the cancellation signal when the input audio signal represents a signal associated with a direction other than the direction represented by the passive matrix audio signal. Method.
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