JP2008278322A

JP2008278322A - サラウンド装置

Info

Publication number: JP2008278322A
Application number: JP2007121017A
Authority: JP
Inventors: Yoshitsugu Sugimoto; 芳嗣杉本
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】通常の２チャネルのステレオ信号から臨場感のあるサラウンド信号を生成できるようにしたサラウンド装置を提供する。
【解決手段】入力端子１に入力されるＬチャネルの入力信号と、入力端子２に入力されるＲチャネルの入力信号とを処理して、リア用のサラウンド信号を生成するサラウンド装置において、Ｌチャネルの入力信号とＲチャネルの入力信号の差成分を抽出する加算器７と、該抽出した差成分から高域周波数成分を除去する低域通過フィルタ８と、低域通過フィルタ８の出力信号を増幅する増幅器９と、高域周波数成分が除去された信号の位相シフトを行う移相回路１０と、低域通過フィルタ８の出力側に接続されるサラウンド用の出力端子１２と、移相回路１０の出力側に接続されるサラウンド用の出力端子１１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、２チャネルのステレオ信号を入力してサラウンド信号を生成するサラウンド装置に関するものである。

ドルビー・ステレオ方式では、図７(a)に示すように、左前信号Ｌ、右前信号Ｒ、中央前信号Ｃ、後サラウンド信号Ｓの４つの信号を、ドルビー・プロロジック方式のエンコーダ５１によって、左トータル信号Ｌｔ、右トータル信号Ｒｔの２チャネル信号にエンコードし、所定の媒体（例えば映画等の２つのサウンドトラック）に記録し、この媒体から再生した左トータル信号Ｌｔ、右トータル信号Ｒｔを、図７(b)に示すように、デコーダ５２によって、左前信号Ｌ、右前信号Ｒ、中央前信号Ｃ、後サラウンド信号Ｓの４つの信号に分離し、４つのスピーカで再生している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２７５６９９号公報

ところが、ドルビー・ステレオ方式の左トータル信号Ｌｔ、右トータル信号Ｒｔから作成した後サラウンド信号Ｓは、モノラル信号であるので、後方の音の広がり感を得ることができず、臨場感を実現することができなかった。

本発明の目的は、通常の２チャネルのステレオ信号から臨場感のあるサラウンド信号を生成できるようにしたサラウンド装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明のサラウンド装置は、第１の入力端子に入力されるＬチャネルの入力信号と、第２の入力端子に入力されるＲチャネルの入力信号とを処理して、リア用のサラウンド信号を生成するサラウンド装置において、前記Ｌチャネルの入力信号と前記Ｒチャネルの入力信号の差成分を抽出する差分抽出手段と、該抽出した差成分から高域周波数成分を除去する低域通過フィルタと、前記高域周波数成分が除去された信号の位相シフトを行う移相手段と、前記低域通過フィルタの出力側に接続されるサラウンド用の第１の出力端子と、前記移相手段の出力側に接続されるサラウンド用の第２の出力端子とを備えることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のサラウンド装置において、前記高域周波数成分を除去された信号を増幅する増幅手段を備え、該増幅手段の出力側に前記第１の出力端子と前記移相手段の入力側を接続したことを備えることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載のサラウンド装置において、前記低域通過フィルタは、カットオフ周波数が７００Hz乃至２kHzで、且つ−６dB／octの減衰特性を有することを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１、２又は３に記載のサラウンド装置において、前記移相回路は、ゲインが前記低域通過フィルタの出力信号の全周波数帯域においてほぼ一定で、且つ前記前記低域通過フィルタの出力信号の周波数の増大に応じて０度〜１８０度に変化する位相シフトを行うことを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項１、２又は３に記載のサラウンド装置において、前記移相回路は、ゲインが前記低域通過フィルタの出力信号の全周波数帯域においてほぼ一定で、且つ３００Hz〜３．５kHzの周波数帯において９０度〜１７５度に変化する位相シフトを行うことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項１、２又は３に記載のサラウンド装置において、前記移相回路は、ゲインが前記低域通過フィルタの出力信号の全周波数帯域においてほぼ一定で、且つ１kHzの周波数において１２０度〜１７０度の位相シフトを行うことを特徴とする。

本発明によれば、通常の２チャネルのステレオ信号を入力するだけで、臨場感のあるサラウンド再生を行うことができる。また、ドルビー・システムのデコードされた信号を使用する必要がないので、コスト安および小型化を実現できる。

図１は本発明の１つの実施例のサラウンド装置の構成を示すブロック図である。１はＬチャネル信号の入力端子、２はＲチャネル信号の入力端子、３，４はボルテージホロワ構成の入力バッファ、５はＬチャネル信号の出力端子、６はＲチャネル信号の出力端子、７はＬチャネル信号とＲチャネル信号との差分（Ｌ−Ｒ）を抽出する加算器、８は高域周波数成分を除去する低域通過フィルタ、９は増幅器、１０は移相回路、１１はＬチャネルサラウンド信号の出力端子、１２はＲチャネルサラウンド信号の出力端子である。

差分（Ｌ−Ｒ）を抽出する加算器７では、センターに音像を定位させる信号成分を除去してサラウンド信号成分を抽出するが、そこで得られる差分（Ｌ−Ｒ）には、３００Hz以下の低い周波数成分は少なく、僅かのボーカルの高い周波数の「サシスセソ」の成分と反響音が主である。

この信号成分は、低域通過フィルタ８に入力し、９００Hzを超える高域成分が除去される。差分（Ｌ−Ｒ）の内の３kHz以上の周波数成分には耳障りな信号成分が含まれるが、低域通過フィルタ８でこれが除去される。低域通過フィルタ８は、例えば、図２に示すよう、抵抗Ｒ１とキャパシタＣ１で構成し、図３に示すように、カットオフ周波数が９００Hzで−６dB／octの緩やかな減衰特性を持たせることで、ボーカル帯域である１kHz付近の信号は、大きな影響を受けない。

増幅器９は、図４に示すように、演算増幅器９１と抵抗Ｒ２，Ｒ３による可変利得増幅器として構成され、低域通過フィルタ８から出力する差分（Ｌ−Ｒ）の低域周波数成分の利得を調整（ブースト）する。

ところで本発明者は、差分（Ｌ−Ｒ）の全周波数範囲においてサラウンドの両チャンネル間のゲイン差がほぼほぼ一定で、且つその周波数の増大に応じて両チャンネル間で０度〜１８０度に位相がシフトするようにすれば音像を中間に定位させることができること、特に３００Hz〜３．５kHzの周波数帯内において位相差が９０度〜１７５度（３００Hzで９０度、３．５kHzでは１７５度）であれば音像を中間に定位させることができること、さらに、周波数１kHzで両チャンネル間の位相差が１２０度〜１７０度になる位相シフト量に収めると音像の定位が良くなり広がり感のあるサラウンドステレオ効果を得ることを確認した。また、周波数が１kHz付近で位相差が１２０度より少なくなると広がり感が無くなり、１７０度を超えると音像が一方に定位することも確認した。

そこで、本実施例では、Ｌチャネルサラウンド側に位相シフト用の移相回路１０を挿入している。図５はこの移相回路１０のゲインと位相の周波数特性図であり、上記した確認結果に基づいてその特性を決めたもので、ゲインは全周波数範囲に亘ってほぼ一定で、位相は周波数増大に応じて０度〜１８０度に変化するシフトを行うが、特に周波数３００Hzでは９０度シフトしている。そして、３００Hz〜３．５kHzの周波数帯において９０度〜１７５度に変化する位相シフトを行い、とりわけ１kHzの周波数においては１２０度〜１７０度（例えば１４７度）の位相シフトを行う。図６はこの移相回路１０の内部構成を示す回路図であり、演算増幅器１０１、抵抗Ｒ４〜Ｒ６、キャパシタＣ２からなる。

このように図５に示した周波数特性をもつ移相回路１０を、Ｌチャネルサラウンド側に挿入することにより、サラウンド効果をさらに拡大し、２０cm程度の狭い間隔で配置されたスピーカであっても、充分なサラウンド効果が発揮できるようになる。なお、この移相回路１０はＲチャンネル側に挿入することもできる。

なお、上記では、低域通過フィルタ８の特性として、カットオフ周波数が９００Hzで−６dB／octの緩やかな減衰特性を有するようにしたが、カットオフ周波数は７００Hz〜２kHzの範囲内であれば、所望のサラウンド効果を得ることができる。また、加算器７では差分（Ｌ−Ｒ）を取り出したが、差分（Ｒ−Ｌ）を取り出してもよい。

本発明の実施例のサラウンド装置の構成を示すブロック図である。図１の低域通過フィルタの回路図である。図１の低域通過フィルタの周波数特性図である。図１の増幅器の回路図である。図１の移相回路の周波数特性図である。図１の移相回路の回路図である。ドルビー・プロロジック方式のエンコーダとデコーダの説明図である。

符号の説明

１，２：入力端子
３，４：入力バッファ
５，６：出力端子
７：加算器
８：低域通過フィルタ
９：増幅器
１０：移相回路
１１，１２：出力端子

Claims

第１の入力端子に入力されるＬチャネルの入力信号と、第２の入力端子に入力されるＲチャネルの入力信号とを処理して、リア用のサラウンド信号を生成するサラウンド装置において、
前記Ｌチャネルの入力信号と前記Ｒチャネルの入力信号の差成分を抽出する差分抽出手段と、該抽出した差成分から高域周波数成分を除去する低域通過フィルタと、前記高域周波数成分が除去された信号の位相シフトを行う移相手段と、前記低域通過フィルタの出力側に接続されるサラウンド用の第１の出力端子と、前記移相手段の出力側に接続されるサラウンド用の第２の出力端子とを備えることを特徴とするサラウンド装置。
請求項１に記載のサラウンド装置において、
前記高域周波数成分を除去された信号を増幅する増幅手段を備え、該増幅手段の出力側に前記第１の出力端子と前記移相手段の入力側を接続したことを備えることを特徴とするサラウンド装置。
請求項１又は２に記載のサラウンド装置において、
前記低域通過フィルタは、カットオフ周波数が７００Hz乃至２kHzで、且つ−６dB／octの減衰特性を有することを特徴とするサラウンド装置。
請求項１、２又は３に記載のサラウンド装置において、
前記移相回路は、ゲインが前記低域通過フィルタの出力信号の全周波数帯域においてほぼ一定で、且つ前記前記低域通過フィルタの出力信号の周波数の増大に応じて０度〜１８０度に変化する位相シフトを行うことを特徴とするサラウンド装置。
請求項１、２又は３に記載のサラウンド装置において、
前記移相回路は、ゲインが前記低域通過フィルタの出力信号の全周波数帯域においてほぼ一定で、且つ３００Hz〜３．５kHzの周波数帯において９０度〜１７５度に変化する位相シフトを行うことを特徴とするサラウンド装置。
請求項１、２又は３に記載のサラウンド装置において、
前記移相回路は、ゲインが前記低域通過フィルタの出力信号の全周波数帯域においてほぼ一定で、且つ１kHzの周波数において１２０度〜１７０度の位相シフトを行うことを特徴とするサラウンド装置。