JP2006114945A - オーディオ信号の再生方法およびその再生装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 適切な受聴領域の広いステレオ再生装置を提供する。
【解決手段】 スピーカＳＰ1〜ＳＰ12から出力される音波が波面合成されて左チャンネルの仮想音源を形成するようにスピーカＳＰ1〜ＳＰ12に供給される左チャンネルのオーディオ信号を処理する処理回路ＷＦ1〜ＷＦ12を設ける。スピーカＳＰ13〜ＳＰ24から出力される音波が波面合成されて右チャンネルの仮想音源を形成するようにスピーカＳＰ13〜ＳＰ24に供給される右チャンネルのオーディオ信号を処理する処理回路ＷＦ13〜ＷＦ24を設ける。左および右チャンネルの仮想音源の位置を無限遠方に設定する設定回路２１を設ける。左および右チャンネルの仮想音源により得られる左および右チャンネルの音波の進行方向を設定する設定回路２１を設ける。左および右チャンネルの音波の進行方向を交差させる。
【選択図】 図９

Description

この発明は、オーディオ信号の再生方法およびその再生装置に関する。
２チャンネルステレオにおいては、例えば図１５に示すように、左チャンネルのスピーカＳＰLと、右チャンネルのスピーカＳＰRとを結ぶ線上に仮想音源ＶSSが形成され、この仮想音源ＶSSから音響が出力されるているかのように知覚される。この場合、リスナは、スピーカＳＰL、ＳＰRを結ぶ直線を底辺とする二等辺三角形の頂点に位置すると、左右のバランスが良好なステレオ音場を得ることができ、特に正三角形の頂点Ｐ0に位置すると、最良のステレオ効果を得ることができる。
なお、先行技術文献として例えば以下のものがある。
特表２００２−５０５０５８号公報
ところが、実際には、リスナが常に最良受聴点Ｐ0に位置できるとはかぎらない。例えば複数のリスナがいる場合には、そのうちの何人かは一方のスピーカの近くに位置せざるを得ない。すると、そのリスナは、チャンネルバランスがくずれ、一方のチャンネルの再生音が強調された不自然な音響を聴くことなってしまう。
また、リスナが一人であっても、最良の効果を得ようとすると、リスニングポイントが点Ｐ0に限られてしまう。
この発明は、これらの問題点を解決しようとするものである。
この発明においては、
第１のスピーカアレイに第１チャンネルのオーディオ信号を供給して波面合成を行い、
この波面合成により無限遠方に第１チャンネルの仮想音源を形成し、
第２のスピーカアレイに第２チャンネルのオーディオ信号を供給して波面合成を行い、
この波面合成により無限遠方に第２チャンネルの仮想音源を形成するとともに、
上記第１および第２のチャンネルの仮想音源により得られる第１および第２の音波の進行方向が交差する
ようにしたオーディオ信号の再生方法
とするものである。
この発明によれば、左および右チャンネルの音波が、平行平面波の状態でスピーカから出力されるので、それぞれのチャンネルの音波の受聴領域では、その領域のどこであっても音量は等しくなり、したがって、リスナはその受聴領域内であれば、どこにいても左右のバランスのとれた音を聴くことができる。
この発明は、波面合成の技術を用いて仮想音源を構成するとともに、この仮想音源の位置を制御することにより左および右チャンネルの各音波を平行平面波とし、上述の問題点を解決するものである。以下、これらについて順を追って説明する。
〔１〕 音場の再現について
今、図１に示すように、任意の形状の空間を包み込んだ閉曲面Ｓを想定するとともに、この閉曲面Ｓの内部には音源が含まれていないものとする。そして、この閉曲面Ｓの内部空間および外部空間について、
ｐ(ｒi) ：内部空間の任意の点ｒiにおける音圧
ｐ(ｒj) ：閉曲面Ｓ上の任意の点ｒjにおける音圧
ｄｓ ：点ｒjを含む微小面積
ｎ ：点ｒjにおける微小面積ｄｓに対する法線
ｕn(ｒj)：点ｒjにおける法線ｎ方向の粒子速度
ω ：オーディオ信号の角周波数
ρ ：空気の密度
ｖ ：音速（＝340m/s）
ｋ ：ω／ｖ
とすると、キルヒホッフの積分公式は図２における(1)式で示される。
これは、閉曲面Ｓ上の点ｒjの音圧ｐ(ｒj)と、その点ｒjにおける法線ｎの方向の粒子速度ｕn(ｒj)とを適切に制御することができれば、閉曲面Ｓの内部空間の音場を再現できることを意味している。
そこで、例えば図３Ａに示すように、左側に音源ＳＳが配置され、右側に半径Ｒの球状の空間を覆う閉曲面ＳR（破線図示）が配置されているとする。すると、音源ＳＳにより閉曲面ＳRの内部空間に生じる音場は、上記のように閉曲面ＳR上の音圧および粒子速度ｕn(ｒj)を制御すれば、音源ＳＳがなくても再現が可能である。そして、このとき、音源ＳＳの位置に仮想音源ＶSSを生じることになる。つまり、閉曲面ＳR上の音圧および粒子速度を適切に制御すれば、閉曲面ＳRの内部にいるリスナは、音源ＳＳの位置に仮想音源ＶSSが存在するかのように音響を知覚する。
次に、閉曲面ＳRの半径Ｒを無限大にすると、図３Ａに実線で示すように、閉曲面ＳRは平面ＳSRとなる。そして、この場合も、音源ＳＳにより閉曲面ＳRの内部空間、すなわち、平面ＳSRの右側に生じる音場は、平面ＳSR上の音圧および粒子速度を制御することにより、音源ＳＳがなくても再現が可能である。また、このときも、音源ＳＳの位置に仮想音源ＶSSを生じる。
つまり、平面ＳSR上のすべての点における音圧および粒子速度を適切に制御すれば、平面ＳSRよりも左側に仮想音源ＶSSを配置し、右側に音場を配置することができ、その音場を受聴領域とすることができる。
実際には、図３Ｂにも示すように、平面ＳSRを有限の広さとし、この平面ＳSR上における有限の点ＣP1〜ＣPxの音圧および粒子速度を制御すればよい。なお、以下においては、平面ＳSR上の、音圧および粒子速度の制御される点ＣP1〜ＣPxを「制御点」と呼ぶものとする。
〔２〕 制御点ＣP1〜ＣPxにおける音圧および粒子速度の制御について
制御点ＣP1〜ＣPxにおける音圧および粒子速度を制御するには、図４にも示すように、
(A) 平面ＳSRの音源側に、複数ｍ個のスピーカＳＰ1〜ＳＰmを、平面ＳSRと例えば平行に配置する。なお、このスピーカＳＰ1〜ＳＰmはスピーカアレイを構成するものである。
(B) スピーカＳＰ1〜ＳＰmに供給されるオーディオ信号を制御して制御点ＣP1〜ＣPxにおける音圧および粒子速度を制御する。
とすればよい。
このようにすれば、スピーカＳＰ1〜ＳＰmから出力される音波が波面合成され、あたかも仮想音源ＶSSから音波が出力されているかのように作用するとともに、所望の音場を形成することができる。なお、スピーカＳＰ1〜ＳＰmから出力される音波が波面合成される位置は、平面ＳSRとなるので、以下においては、平面ＳSRを「波面合成面」と呼ぶものとする。
〔３〕 波面合成の様子
図５は、波面合成の様子の一例をコンピュータシミュレーションにより示すものである。スピーカＳＰ1〜ＳＰmに供給されるオーディオ信号の処理内容・処理方法については後述するが、この例においては、各値を以下のように設定した場合である。
スピーカの数ｍ：16個
スピーカの間隔：10cm
スピーカの口径：８cmφ
制御点の位置 ：スピーカからリスナ側に10cmの位置
制御点の数 ：1.3cm間隔で１列に116点
仮想音源の位置：受聴領域の前方１ｍ（図５Ａの場合）
受聴領域の前方３ｍ（図５Ｂの場合）
受聴領域の広さ：2.9ｍ（前後方向）×４ｍ（左右方向）
なお、
ｗ ：スピーカの間隔〔ｍ〕
ｖ ：音速（＝340m/s）
ｆhi：再生上限周波数〔Hz〕
とすれば、
ｆhi＝ｖ／（２ｗ）
となる。したがって、スピーカＳＰ1〜ＳＰm（ｍ＝16）の間隔ｗは狭くすることが好ましく、そのためにはスピーカＳＰ1〜ＳＰmの口径を小さくする必要がある。
また、スピーカＳＰ1〜ＳＰmに供給されるオーディオ信号をデジタル処理している場合には、そのサンプリングによる影響を除くため、制御点ＣP1〜ＣPxの間隔は、そのサンプリング周波数に対応する波長の1/4〜1/5以下にすることが好ましい。上記の数値例においては、サンプリング周波数を８ｋHzとしたので、制御点ＣP1〜ＣPxの間隔を上記のように1.3cmとしている。
そして、図５によれば、スピーカＳＰ1〜ＳＰmから出力された音波は、仮想音源ＶSSから出力された音波であるかのように波面合成され、受聴領域にきれいな波紋が描かれている。つまり、波面合成が適切に行われ、目的とする仮想音源ＶSSおよび音場が形成されていることがわかる。
また、上記のように図５Ａの場合には、仮想音源ＶSSの位置が受聴領域の前方１ｍであって、仮想音源ＶSSが波面合成面ＳSRに比較的近いので、波紋の曲率は小さい。しかし、図５Ｂの場合には、仮想音源ＶSSの位置が受聴領域の前方３ｍであって、仮想音源ＶSSが図５Ａの場合よりも波面合成面ＳSRから遠ざかっているので、波紋の曲率は図５Ａの場合よりも大きくなっている。つまり、仮想音源ＶSSを遠ざけるにつれて、音波は平行平面波に近づいていくことがわかる。
〔４〕 平行平面波による音場
図６Ａに示すように、スピーカＳＰ1〜ＳＰmの出力を波面合成して仮想音源ＶSSを形成する。そして、このとき、仮想音源ＶSSを、スピーカＳＰ1〜ＳＰm（波面合成面ＳSR）から無限遠の位置に形成するとともに、スピーカＳＰ1〜ＳＰmの中心の音軸上に位置させる。すると、〔３〕からも明らかなように、波面合成された音波（波紋）ＳWの曲率も無限大となり、音波ＳWは平行平面波となるとともに、その進行方向はスピーカＳＰ1〜ＳＰmの音軸の方向となる。
しかし、図６Ｂに示すように、仮想音源ＶSSを、スピーカＳＰ1〜ＳＰmから無限遠の位置に形成するとき、仮想音源ＶSSを、スピーカＳＰ1〜ＳＰmの中心の音軸から離れた場所に位置させると、波面合成された音波ＳWを平行平面波とすることができるとともに、その音波ＳWの進行方向と、スピーカＳＰ1〜ＳＰmの音軸との角度θを、θ≠０とすることができる。
なお、以下においては、角度θを「見込み角」と呼ぶものとする。また、ステレオの場合、音波ＳWの進行方向がスピーカＳＰ1〜ＳＰmの中心音軸の方向となるとき、θ＝０°とするが、左チャンネルでは、反時計方向をθ＞０とし、右チャンネルでは、時計方向をθ＞０とする。
そして、図６ＡおよびＢにおける音波ＳWは平行平面波なので、音波ＳWにより形成される音場の中であれば、どこであっても音波ＳWの音圧は等しく、音圧にレベル差を生じないことになる。すなわち、音波ＳWの音場内であれば、その音場内のどこであっても音量は等しいことになる。
〔５〕 波面合成のアルゴリズム
図７に示すように、
ｕ(ω)：仮想音源ＶSSの出力信号、つまり、原オーディオ信号
Ｈ(ω)：適切な波面合成を実現するために信号ｕ(ω)に畳み込む伝達関数
Ｃ(ω)：スピーカＳＰ1〜ＳＰmから制御点ＣP1〜ＣPmまでの伝達関数
ｑ(ω)：波面合成により実際に制御点ＣP1〜ＣPxに再現される信号
とすると、原オーディオ信号ｕ(ω)に、伝達関数Ｃ(ω)、Ｈ(ω)を畳み込んだ信号が、再現オーディオ信号ｑ(ω)であるから、
ｑ(ω)＝Ｃ(ω)・Ｈ(ω)・ｕ(ω)
となる。この場合、スピーカＳＰ1〜ＳＰmから制御点ＣP1〜ＣPxまでの伝達特性を求めておくことにより、伝達関数Ｃ(ω)を規定できる。
そして、伝達関数Ｈ(ω)を制御すれば、このときの再現オーディオ信号ｑ(ω)により適切な波面合成が実現されて図６により説明した平行平面波を形成することができる。
〔６〕 生成回路
上記の〔５〕にしたがって原オーディオ信号ｕ(ω)から再現オーディオ信号ｑ(ω)を生成する場合、その生成回路は例えば図８に示すように構成することができる。なお、この生成回路は、スピーカＳＰ1〜ＳＰmのそれぞれごとに設けられるもので、これを生成回路ＷＦ1〜ＷＦmとする。
すなわち、生成回路ＷＦ1〜ＷＦmのそれぞれにおいて、デジタル化された原オーディオ信号ｕ(ω)が、入力端子１１を通じてデジタルフィルタ１２およびデジタルフィルタ１３に順に供給されて再現オーディオ信号ｑ(ω)とされ、この信号ｑ(ω)が出力端子１４を通じてスピーカＳＰ1〜ＳＰmのうち、対応するスピーカに供給される。なお、これらの生成回路ＷＦ1〜ＷＦmはＤＳＰにより構成することもできる。
したがって、スピーカＳＰ1〜ＳＰmの出力により仮想音源ＶSSが形成されるとともに、そのとき、フィルタ１２、１３の伝達関数Ｃ(ω)、Ｈ(ω)を所定の値にすることにより仮想音源ＶSSをスピーカＳＰ1〜ＳＰmから無限遠の位置に位置させることができる。また、フィルタ１２、１３の伝達関数Ｃ(ω)、Ｈ(ω)を変更することにより、図６ＡあるいはＢに示すように、見込み角θを変更することができる。
〔７〕 実施例（その１）
図９は、この発明による再生装置の一例を示す。この再生装置は、上述の〔１〕〜〔６〕にしたがって仮想音源ＶSSを形成するとともに、その仮想音源ＶSSの位置を波面合成面ＳSRから無限遠に設定するものである。なお、この例においては、スピーカＳＰ1〜ＳＰmの数ｍが24個（ｍ＝24）の場合である。また、スピーカＳＰ1〜ＳＰ24は、例えば図４により説明したように、リスナの前方に水平に配置され、スピーカアレイが構成される。
図９において、ＣＤプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、デジタル放送チューナなどの信号源ＳＣから左チャンネルのデジタルオーディオ信号ｕL(ω)および右チャンネルのデジタルオーディオ信号ｕR(ω)が取り出され、信ｕL(ω)が生成回路ＷＦ1〜ＷＦ12に供給されて再現オーディオ信号ｑ(ω)に対応する再現オーディオ信号ｑ1(ω)〜ｑ12(ω)が生成される。また、信号ｕR(ω)が生成回路ＷＦ13〜ＷＦ24に供給されて再現オーディオ信号ｑ(ω)に対応する再現オーディオ信号ｑ13(ω)〜ｑ24(ω)が生成される。
そして、これら信号ｑ1(ω)〜ｑ12(ω)およびｑ13(ω)〜ｑ24(ω)がＤ／Ａコンバータ回路ＤＡ1〜ＤＡ12およびＤＡ13〜ＤＡ24に供給されてアナログのオーディオ信号Ｌ1〜Ｌ12およびＲ13〜Ｒ24にＤ／Ａ変換され、これら信号Ｌ1〜Ｌ12およびＲ13〜Ｒ24がパワーアンプＰＡ1〜ＰＡ12およびＰＡ13〜ＰＡ24を通じてスピーカＳＰ1〜ＳＰ12およびＳＰ13〜ＳＰ24に供給される。
また、仮想音源ＶSSの位置を無限遠に設定するため、仮想音源の位置設定回路としてマイクロコンピュータ２１が設けられるとともに、このマイクロコンピュータ２１には、見込み角θを設定するためのデータＤθが用意される。この場合、見込み角θは、例えば０°から45°までを５°ずつ変更できるものとされる。このため、データＤθは、信号ｑ1(ω)〜ｑ24(ω)の数24と、見込み角θの設定可能数10とに対応して、24個×10組が用意され、操作スイッチ２２を操作すると、そのうちの１組が選択される。
そして、この選択されたデータＤθが、生成回路ＷＦ1〜ＷＦ24のデジタルフィルタ１２〜１２、１３〜１３に供給されてそれらの伝達関数Ｈ(ω)〜Ｈ(ω)、Ｃ(ω)〜Ｃ(ω)が制御される。
このような構成によれば、信号源ＳＣから出力された左チャンネルのデジタルオーディオ信号ｕL(ω)は、生成回路ＷＦ1〜ＷＦ12により信号ｑ1(ω)〜ｑ12(ω)に変換され、この信号ｑ1(ω)〜ｑ12(ω)からＤ／Ａ変換されたオーディオ信号Ｌ1〜Ｌ12がスピーカＳＰ1〜ＳＰ12に供給されるので、図１０ＡおよびＢに示すように、スピーカＳＰ1〜ＳＰ12からは左チャンネルの音波ＳWLが平行平面波の状態で出力される。同様に、右チャンネルのデジタルオーディオ信号ｕR(ω)により、スピーカＳＰ13〜ＳＰ24からは右チャンネルの音波ＳWRが平行平面波の状態で出力される。
したがって、リスナは信号源ＳＣから出力されたオーディオ信号ｕL(ω)、ｕR(ω)をステレオで聴くことができるが、この場合、左チャンネルの音波ＳWLの受聴領域では、その領域のどこであっても左チャンネルの音量は等しく、右チャンネルの音波ＳWRの受聴領域では、その領域のどこであっても右チャンネルの音量は等しい。
この結果、音波ＳWLおよび音波ＳWRの受聴領域、すなわち、図１０において音波ＳWL、ＳWRが重畳している領域では、その受聴領域のどこであっても、左チャンネルの音量と右チャンネルの音量とが等しいことになる。したがって、リスナはその受聴領域内であれば、どこにいても左右のバランスのとれた音を聴くことができる。
例えば複数のリスナがいる場合でも、そのすべてのリスナが最良の左右バランスで音楽などを聴くことができる。あるいはリスナが一人であっても、リスニングポイントが限定されず、好きな場所で聴くことができる。また、空間の広がり感も創出される。
さらに、操作スイッチ２２を操作してデータＤθを選択すると、その選択されたデータＤθにしたがって生成回路ＷＦ1〜ＷＦ24のフィルタ１２〜１２、１３〜１３の特性が制御され、見込み角θが例えば図１０ＡあるいはＢに示すように、データＤθに対応して０°から45°までを５°ずつ変更される。
こうして、見込み角θを変更することにより、リスナの状況に合わせて音波ＳWL、ＳWRの受聴領域を変更することができ、適切な再生音場を提供することができる。
〔８〕 実施例（その２）
図１１は、この発明による再生装置の他の例を示す。この例においては、図１２にも示すように、仮想音源ＶSSから出力される音波ＳＷL、ＳＷRが平行平面波となる幅を、〔７〕の場合よりも広くした場合である。
すなわち、この例においても、〔７〕と同様、スピーカＳＰ1〜ＳＰmの数ｍが24個（ｍ＝24）の場合であり、これらスピーカＳＰ1〜ＳＰ24は、例えば図４により説明したように、リスナの前方に水平に配置され、スピーカアレイが構成される。
そして、信号源ＳＣから左および右チャンネルのデジタルオーディオ信号ｕL(ω)、ｕR(ω)が取り出され、信ｕL(ω)が生成回路ＷＦ1〜ＷＦ24に供給されて再現オーディオ信号ｑ(ω)に対応する再現オーディオ信号ｑ1(ω)〜ｑ24(ω)が生成され、この信号ｑ1(ω)〜ｑ24(ω)が加算回路ＡＣ1〜ＡＣ24に供給される。
また、信号ｕR(ω)が生成回路ＷＦ25〜ＷＦ48に供給されて再現オーディオ信号ｑ(ω)に対応する再現オーディオ信号ｑ25(ω)〜ｑ48(ω)が生成され、この信号ｑ24(ω)〜ｑ48(ω)が加算回路ＡＣ24〜ＡＣ1に供給される。こうして、加算回路ＡＣ1〜ＡＣ24からは、信号ｑ1(ω)〜ｑ24(ω)と、信号ｑ48(ω)〜ｑ25(ω)との加算信号Ｓ1〜Ｓ24
Ｓ1＝ｑ1(ω)＋ｑ48(ω)
Ｓ2＝ｑ2(ω)＋ｑ47(ω)
・・・・
Ｓ24＝ｑ24(ω)＋ｑ25(ω)
が取り出される。
そして、これら加算信号Ｓ1〜Ｓ24がＤ／Ａコンバータ回路ＤＡ1〜ＤＡ24に供給されてアナログのオーディオ信号にＤ／Ａ変換され、これら信号がパワーアンプＰＡ1〜ＰＡ24を通じてスピーカＳＰ1〜ＳＰ24に供給される。
また、仮想音源ＶSSの位置を無限遠に設定するため、仮想音源の位置設定回路としてマイクロコンピュータ２１が設けられるとともに、このマイクロコンピュータ２１には、見込み角θを設定するためのデータＤθが用意される。この場合、見込み角θは、例えば０°から45°までを５°ずつ変更できるものとすれば、データＤθは、信号ｑ1(ω)〜ｑ48(ω)の数48と、見込み角θの設定可能数10とに対応して、48個×10組が用意され、操作スイッチ２２を操作すると、そのうちの１組が選択される。そして、この選択されたデータＤθが、生成回路ＷＦ1〜ＷＦ24のデジタルフィルタ１２〜１２、１３〜１３に供給されてそれらの伝達関数Ｈ(ω)〜Ｈ(ω)、Ｃ(ω)〜Ｃ(ω)が制御される。
このような構成によれば、加算信号Ｓ1〜Ｓ24は、左チャンネルの再現オーディオ信号ｑ1(ω)〜ｑ24(ω)と、右チャンネルの再現オーディオ信号ｑ48(ω)〜ｑ25(ω)との加算信号であるから、図１２ＡあるいはＢに示すように、スピーカＳＰ1〜ＳＰ24からは、左チャンネルの音波ＳWLと、右チャンネル音波ＳWRとが線形加算されて出力されることになる。
そして、操作スイッチ２２を操作してデータＤθを選択すると、見込み角θが例えば図１２ＡあるいはＢに示すように変更される。
こうして、この再生装置においても、左および右チャンネルの音波ＳWL、ＳWRを平行平面波の状態で出力することができるので、リスナは信号源ＳＣから出力されたオーディオ信号ｕL(ω)、ｕR(ω)をステレオで聴くことができるとともに、図１２において音波ＳWL、ＳWRが重畳している領域であれば、どこにいても左右のバランスのとれた音を聴くことができる。
そして、その場合、図１２にからも明らかなように、仮想音源ＶSSから出力される音波ＳＷL、ＳＷRが平行平面波となる幅が、図１０の場合よりも広くなり、したがって、より広い範囲で左右のバランスのとれた音を聴くことができる。また、θ＝０の場合はモノラル再生となるので、見込み角θによりステレオ感を調整することもできる。
〔９〕 実施例（その３）
図１３は、平行平面波によるステレオ再生を、左右チャンネルに加えて中央チャンネルを有する３チャンネルステレオに適用した場合の一例を示す。このような３チャンネルステレオは、５チャンネルステレオの左右側方（あるいは左右後方）のチャンネルを、左右前方のチャンネルに混合して実現できる。
そして、この３チャンネルステレオにおいては、スピーカＳＰ1〜ＳＰ24のうち、左側の８個のスピーカＳＰ1〜ＳＰ8に左チャンネルの再現オーディオ信号ｑ1(ω)〜ｑ8(ω)のアナログ信号が供給され、中央の８個のスピーカＳＰ9〜ＳＰ16に中央チャンネルの再現オーディオ信号ｑ9(ω)〜ｑ16(ω)のアナログ信号が供給され、右側の８個のスピーカＳＰ17〜ＳＰ24に右チャンネルの再現オーディオ信号ｑ17(ω)〜ｑ24(ω)のアナログ信号が供給される。なお、再現オーディオ信号ｑ1(ω)〜ｑ8(ω)、ｑ9(ω)〜ｑ16(ω)、ｑ17(ω)〜ｑ24(ω)の生成方法は上述のとおりである。
したがって、図１３に示すように左右チャンネルの音波ＳWL、ＳWRが平行平面波の状態で得ることができるとともに、中央チャンネルの音波ＳWCも平行平面波の状態で得ることができる。そして、例えば図１３ＡあるいはＢに示すように、音波ＳWL、ＳＷRの見込み角θを変更することもできる。
〔１０〕 実施例（その４）
図１４は、スピーカから出力される平行平面波を壁面で反射させてリスナに届ける場合である。すなわち、スピーカＳＰ1〜ＳＰ24のうち、左側のスピーカＳＰ1〜ＳＰ12に右チャンネルの再現オーディオ信号ｑ13(ω)〜ｑ24(ω)のアナログ信号が供給されて右チャンネルの音波ＳWRが平行平面波の状態で出力され、この音波ＳWRが右側の壁面ＷRで反射される。
また、スピーカＳＰ1〜ＳＰ24のうち、右側のスピーカＳＰ13〜ＳＰ24に左チャンネルの再現オーディオ信号ｑ1(ω)〜ｑ12(ω)のアナログ信号が供給され左チャンネルの音波ＳWLが平行平面波の状態で出力され、この音波ＳWLが左側の壁面ＷLで反射される。したがって、これら壁面ＷL、ＷRで反射した音波ＳＷL、ＳWRにより音場が形成される。
〔１１〕 その他
上述においては、複数ｍ個のスピーカＳＰ1〜ＳＰmを１列に水平に配置してスピーカアレイを構成した場合であるが、垂直面内に複数行×複数列にわたってマトリックス状に配置してスピーカアレイを構成することもできる。また、上述においては、スピーカＳＰ1〜ＳＰmと、波面合成面ＳSRとは平行であるとしたが、平行である必要はなく、さらに、スピーカＳＰ1〜ＳＰmは直線状あるいは平面状に配置しなくてもよい。
また、聴覚の方向に関する感度や識別能力は、水平方向には高いが、垂直方向には低いので、スピーカＳＰ1〜ＳＰmを、十字状あるいは逆Ｔ字状に配置してもよい。さらに、ＡＶシステムと一体化するような場合には、スピーカＳＰ1〜ＳＰmをディスプレイの上下左右に枠状に配置したり、ディスプレイの上あるいは下と左右とに冂字状あるいは凵字状に配置したりすることもできる。また、この発明は、後方のスピーカや側方のスピーカ、さらには、上下方向に音波を出力するスピーカシステムにも適用することができる。さらに、この発明は、一般の２チャンネルステレオや5.1チャンネルオーディオと組み合わせることもできる。
〔略語の一覧〕
ＡＶ ：Audio and Visual
ＣＤ ：Compact Disc
Ｄ／Ａ：Digital to Analog
ＤＳＰ：Digital Signal Processor
この発明を説明するための音響空間の図である。 この発明を説明するための数式を示す図である。 この発明を説明するための音響空間の図である。 この発明による音響空間の一例を示す図である。 この発明における波面合成の様子を示す図である。 この発明における波面を説明するための図である。 この発明を説明するための音響空間の図である。 この発明に使用できる回路の一形態を示す系統図である。 この発明の一形態を示す系統図である。 この発明を説明するための図である。 この発明の他の形態を示す系統図である。 この発明を説明するための図である。 この発明を説明するための図である。 この発明を説明するための図である。 一般のステレオ音場を説明するための図である。
符号の説明
１２および１３…デジタルフィルタ、２１…マイクロコンピュータ、２２…操作スイッチ、ＡＣ1〜ＡＣ24…加算回路、ＤＡ1〜ＤＡ24…Ｄ／Ａコンバータ回路、ＰＡ1〜ＰＡ24…アンプ、ＳＣ…信号源、ＳＰ1〜ＳＰm…スピーカ、ＷＦ1〜ＷＦm…生成回路

Claims (8)

  1. スピーカアレイに所定のオーディオ信号を供給して波面合成を行い、
    この波面合成により無限遠方に仮想音源を形成する
    ようにしたオーディオ信号の再生方法。
  2. 第１のスピーカアレイに第１チャンネルのオーディオ信号を供給して波面合成を行い、
    この波面合成により無限遠方に第１チャンネルの仮想音源を形成し、
    第２のスピーカアレイに第２チャンネルのオーディオ信号を供給して波面合成を行い、
    この波面合成により無限遠方に第２チャンネルの仮想音源を形成するとともに、
    上記第１および第２のチャンネルの仮想音源により得られる第１および第２の音波の進行方向が交差する
    ようにしたオーディオ信号の再生方法。
  3. 請求項２に記載のオーディオ信号の再生方法において、
    上記第１および第２のスピーカアレイを構成するスピーカの一部あるいは全部に対して、上記第１チャンネルのオーディオ信号と、上記第２チャンネルのオーディオ信号とを共通に供給する
    ようにしたオーディオ信号の再生方法。
  4. 請求項２あるいは請求項３に記載のオーディオ信号の再生方法において、
    上記音波の進行方向の交差する角度を可変とする
    ようにしたオーディオ信号の再生方法。
  5. スピーカアレイから出力される音波が波面合成されて仮想音源を形成するように上記スピーカアレイに供給されるオーディオ信号を処理する処理回路と、
    上記仮想音源の位置を設定する設定回路と
    を有し、
    上記設定回路により上記仮想音源の位置を無限遠方に設定して上記スピーカアレイから平行平面波を出力する
    ようにしたオーディオ信号の再生装置。
  6. 第１のスピーカアレイから出力される音波が波面合成されて第１チャンネルの仮想音源を形成するように上記第１のスピーカアレイに供給される第１チャンネルのオーディオ信号を処理する第１の処理回路と、
    上記第１チャンネルの仮想音源の位置を無限遠方に設定する第１の設定回路と、
    第２のスピーカアレイから出力される音波が波面合成されて第２チャンネルの仮想音源を形成するように上記第２のスピーカアレイに供給される第２チャンネルのオーディオ信号を処理する第２の処理回路と、
    上記第２チャンネルの仮想音源の位置を無限遠方に設定する第２の設定回路と、
    上記第１および第２のチャンネルの仮想音源により得られる第１および第２の音波の進行方向を設定する第３の設定回路と
    を有し、
    上記第１および第２のチャンネルの仮想音源により得られる第１および第２の音波の進行方向が交差する
    ようにしたオーディオ信号の再生装置。
  7. 請求項６に記載のオーディオ信号の再生装置において、
    上記第１および第２のスピーカアレイを構成するスピーカの一部あるいは全部に対して、上記第１チャンネルのオーディオ信号と、上記第２チャンネルのオーディオ信号とを共通に供給する
    ようにしたオーディオ信号の再生装置。
  8. 請求項６あるいは請求項７に記載のオーディオ信号の再生装置において、
    上記音波の進行方向の交差する角度を変更する手段を
    有するオーディオ信号の再生装置。
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