JP2591111Y2

JP2591111Y2 - 音場可変再生装置

Info

Publication number: JP2591111Y2
Application number: JP1991074437U
Authority: JP
Inventors: 一三江並; 隆晃柳沢
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1999-02-24
Anticipated expiration: 2006-09-17
Also published as: JPH0527800U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、音楽信号等を処理して
任意の音場を可変再生する音場可変再生装置に関し、特
に車載用に適した音場可変再生装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、音場は聴取者に一番先に到達す
る直接音と直接音から遅れて到達する反射音群とによっ
て構成される。従って、音場を再生するには直接音と反
射音群とを的確に再生する必要がある。

【０００３】従来、このような音場を可変再生する装置
として図５及び図６に示すようなものがある。

【０００４】図５の音場可変再生装置は、音楽信号等の
入力信号ａを分岐させ、分岐信号の１つを直接音信号と
して直接に加算器１０に入力する。そして、他の分岐信
号と並列に設けられた複数組の遅延回路７及び係数器９
に各々入力して反射音信号を１つ１つ独立に生成し、こ
れらの反射音信号を加算器１０に入力して合成すること
により、図１０（ａ）に示すような音場を再生してい
る。

【０００５】そして、音場を変化させる場合には、遅延
回路７の遅延時間や係数器９の係数値を変え各反射音信
号の時間間隔やレベルを変えていた。図１１の（ａ）及
び（ｂ）は本装置による音場変化の様子を示す。

【０００６】一方、図６の音場可変再生装置は、反射音
群を初期反射音群（直接音に対して５０ｍｓまでに到達
する反射音）と残響音とに分け、直接音と初期反射音群
と残響とで成る音場を再生するものである。

【０００７】即ち、入力信号ａの分岐信号の１つを直接
音信号とし、他の分岐信号を初期反射音群を生成するた
めの初期反射音生成部２３と残響音信号を生成するため
の残響音生成部２４とに各々入力し、これらの出力信号
を加算器１０に入力して合成することにより図１０
（ｂ）に示すような音場を再生する。

【０００８】初期反射音生成部２３については、上述し
た図５の装置と略同様に並列に設けられた複数組の遅延
回路７及び係数器９で構成され、残響音生成部２４につ
いては、図６及び図７に示すようなフィードバックルー
プ（帰還部）を有するコムフィルタ２５及びオールパス
フィルタ１３で構成されている。

【０００９】そして、音場を変化させる場合には、初期
反射音生成部２３の遅延回路７の遅延時間や係数器９の
係数値を変えて、初期反射音信号の遅延時間やレベルを
変えたり、残響音生成部２４を構成するコムフィルタ２
５内の係数器９の係数値や遅延回路７の遅延時間を変え
て残響音信号の残響時間（残響音信号が直接音信号のレ
ベルに対して６０ｄＢ減衰する迄の時間）を変えてい
た。図１２の（ａ）及び（ｂ）は本装置による音場変化
の様子を示す。

【００１０】上述したように、残響音生成部２４は図７
に示すような回路構造を採るのが一般的であった。しか
し、反射音（特に残響音）は、反射を繰り返す（直接音
に対して遅れ時間が大きくなる）につれて高域成分レベ
ルが減衰していくという性質を有しており、図７に示す
回路構造の残響音生成部２４ではこのような残響音の性
質を満足させることができない。

【００１１】そこで、このような残響音の性質を考慮
し、残響音生成部２４を図８や図９に示すような回路構
造にして、擬似的に残響音信号の高域成分レベルを減衰
させる装置が案出されている。

【００１２】即ち、図８の残響音生成部２４では、オー
ルパスフィルタ１３の後段にＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）２６を設けて、残響音信号の高域成分レベルを一括
して落とすようにし、図９の残響音生成部２４では、コ
ムフィルタ２５の前段に各々ＬＰＦ（ローパスフィル
タ）２７、ＢＰＦ２８、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）２
９を設けて、低域、中域、高域というように入力信号の
帯域をわけ、かつコムフィルタ２５の帰還部の係数値を
変えることによって残響音信号の残響時間を設定するこ
とにより、残響音信号の高域成分レベルを減衰するよう
にしている。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、図５及
び図６に示した従来の音場可変再生装置では、一種類の
音場しか再生できない。

【００１４】即ち、図５の装置では図１０の（ａ）の音
場だけしか再生できず、音場の変化も図１１の（ａ）及
び（ｂ）で示すように当該種類の音場の範囲内でのみで
ある。また、図６の装置も図１０の（ｂ）の音場だけで
しか再生できず、図１２の（ａ）、（ｂ）で示すように
当該種類の音場の範囲内での音場変化しかできない。従
って、従来の音場可変再生装置では１つの装置で各種類
の音場を再生することができず、音場の可変範囲が狭
い。

【００１５】また、図６の音場可変再生装置において
は、残響音信号の高域成分レベルを漸時減衰させるため
に、図８や図９に示すような回路構造の残響音生成部２
４が採用されることがあるが、図８に示す残響音生成部
２４においては、ＢＰＦ２６によって残響音信号の高域
成分レベルを一括して落とすので、残響音信号全体で高
域レベルが落ちてしまい、聴感上受ける音の広がり感が
なくなってしまう。また、図９に示す残響音生成部２４
では、分割する帯域間の境界部で残響時間のギャップが
でき、非常に不自然な残響音が発生することになる。

【００１６】さらに、車室内は空間的に狭くしかも対抗
した面が数多くあるので、上述した従来の音場可変再生
装置を車載用として用い、車室内で使用すると、低域で
定在波が発生し、こもった音になってしまう。

【００１７】ところで、近年では、ＤＳＰ（デジタルシ
グナルプロセッサ）を使用して、上述した従来の音場可
変再生装置を実現するのが一般的である。

【００１８】この場合には、２種類の音場可変方法がと
られている。第１の方法では、図５及び図６の装置に対
応するプログラム（アルゴリズム）を備え、このプログ
ラムを変更することにより、図１０の（ａ）又は（ｂ）
に示す音場を選択するようにしており、第２の方法で
は、プログラムを変えずに遅延回路７の遅延時間や係数
器９の係数値に対応する係数だけを変えるようにしてい
る。

【００１９】しかし、第１の方法においては、図１０の
（ａ）及び図１０の（ｂ）に示す２種類の音場を選択で
きるので、音場の可変範囲を大きくすることができる
が、音場の切換え時（プログラム変更時）に音切れを起
こしてしまうという欠点があり、第２の方法では音場の
切り換えを行わないので音切れなしに可変できるが、一
種類の音場の可変に限定されるので、音場の可変範囲が
狭いという欠点があった。

【００２０】本考案は、前記従来の課題を解決するため
になされたもので、自然な音場を再生することができる
と共に音場の可変範囲が広く、しかも音場の切換え時に
音切れのない音場可変再生装置を提供することを目的と
する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本考案の音場可変再生装
置は、初期反射音生成手段（３）、残響音生成手段
（５）、切換え手段（１２）、反射音生成手段（１
６）、制御手段（１７）、合成手段（２）からなる音場
可変再生装置であって、初期反射音生成手段（３）は、
入力信号を所定時間遅延させると共に所定レベルに可変
して初期反射音信号を生成し、残響音生成手段（５）
は、複数の帰還手段（６）、加算手段（１０）からな
り、帰還手段（６）は、初期反射音信号に対し、初期反
射音生成手段（３）とは異なる遅延時間での遅延処理、
初期反射音生成手段（３）とは異なる所定レベルへの可
変処理、帰還処理を施して出力し、加算手段（１０）
は、帰還手段（６）の出力を加算して残響音信号を生成
し、切換え手段（１２）は、制御部（１７）の制御によ
り、残響音信号を第１出力端、もしくは、第２出力端に
切り換えて出力し、反射音生成手段（１６）は、第２出
力端からの残響音信号を所定時間遅延させて反射音信号
を生成し、制御手段（１７）は、切換え手段（１２）の
切換え動作を制御すると共に、切換えに対応して、帰還
手段（６）の遅延信号とレベルを可変し、合成手段
（２）は、入力信号と、初期反射音信号と、第１出力端
からの残響音信号または反射音信号を合成することを特
徴とする。

【００２２】また、請求項２記載の音場可変再生装置
は、残響音生成手段（５）の帰還部（６）に、ローパス
フィルタ（８）を設けたことを特徴とする。

【００２３】更に、請求項３記載の音場可変再生装置
は、切換え手段（１２）と合成手段（２）の間には、ハ
イパスフィルタ（１５）を設けたことを特徴とする。

【００２４】

【作用】請求項１記載の音場可変再生装置によれば、初
期反射音生成手段により再生音信号から初期反射音信号
が生成される。そして、制御手段により遅延時間とレベ
ルを可変設定して切換え手段を作動させれば、残響音生
成手段又は反射音生成手段のいずれか一方の処理が行わ
れ、残響音生成手段の処理により残響音信号が、又は反
射音生成手段の処理により反射音信号が生成される。こ
れらの再生音信号としての直接音信号と、初期反射音信
号と、前記残響音信号又は反射音信号とが合成手段によ
り合成されて、各モードの音場が再生される。

【００２５】また、請求項２記載の音場可変再生装置に
よれば、ローパスフィルタによって高域成分レベルが次
第に低下する残響音信号が生成される。

【００２６】更に、請求項３記載の音場可変再生装置に
よれば、ハイパスフィルタによって低域成分が除かれた
残響音信号が生成される。

【００２７】

【実施例】次に、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２８】図１は、本考案の実施例に係わる音場可変
再生装置の構成を示す。図中、１は入力信号ａが分岐さ
れる分岐点であり、１つの分岐信号は直接音信号ａとし
て合成部２に直接入力され、他の分岐信号ａは初期反射
音生成部３に入力されるようになっている。

【００２９】初期反射音生成部３は、図６に示した初期
反射音生成部２３と同様に、複数組の遅延回路７及び係
数器９を並列に接続した回路構造をとっている。この初
期反射音生成部３に入力した分岐信号ａは、図１０
（ｂ）に示した初期反射音記号と同様に、所定レベルで
所定遅延時間間隔の離散的な信号として出力される。

【００３０】この信号ｂは分岐点４で分岐され、１つの
分岐信号ｂがそのまま初期反射音信号として合成部２に
直接入力され、他の分岐点信号ｂがコムフィルタ５に入
力されるようになっている。コムフィルタ５は、並列に
接続された２つのコムフィルタ回路６，６と、これらコ
ムフィルタ回路６，６からの出力信号ｃを加算する加算
器１０とにより構成されている。

【００３１】各コムフィルタ回路６は遅延回路７と、本
考案の第１のフィルタに相当するカットオフ周波数１〜
３ＫＨｚのＬＰＦ（ローパスフィルタ）８及び係数器９
でなる帰還部と、前段の加算器１０とで形成されてい
る。これにより、各コムフィルタ回路６に入力した分岐
信号ｂは、図２に示すように、次の式（１）で表わされ
るインパルスレスポンスｃ（ｔ）を有する信号ｃとして
出力される。但し、δ（ｔ）はデルタ関数、ｔは時間、
τは遅延回路７の遅延時間、ｇは係数９の係数値であ
る。

【００３２】ｃ（ｔ）＝δ（ｔ−τ）＋ｇ・δ（ｔ−２τ）＋ｇ²・δ（ｔ−３τ）＋ｇ³・δ（ｔ−４τ）＋・・・ … （１）また、ＬＰＦ８が帰還部に設けられているので、コムフ
ィルタ回路６に入力された分岐信号ｂが帰還を繰り返す
ことにより、漸次高域成分レベルが低下する信号ｃがコ
ムフィルタ回路から出力される。

【００３３】１２は、コムフィルタ５の出力側をオール
パスフィルタ１３又は反射音生成部１６に接続されるた
めのマルチプレクサである。オールパスフィルタ１３
は、コムフィルタ５と接続されて残響音生成部１４を構
成するもので、図７に示したオールパスフィルタと同様
の回路構造を有する。これにより、コムフィルタ５から
出力されマルチプレクサに介してオールパスフィルタ１
３に入力した信号ｃ′は、図３に示すように次の式
（２）で表わされる、インパルスレスポンスｄ（ｔ）を
有する残響音信号ｄとして出力される。

【００３４】ｄ（ｔ）＝−ｇ・δ（ｔ）＋（１−ｇ²）｛δ（ｔ−τ）＋ｇ・δ（ｔ−２τ）＋・・・｝ … （２）このオールパスフィルタ１３の後段には、本考案の第２
のフィルタに相当するカットオフ周波数約３００Ｈｚの
ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１５が設けられており、オ
ールパスフィルタ１３から出力された残響音信号ｄは、
このＨＰＦ１５により低域成分レベルがカットオフされ
て合成部２に出力されるようになっている。

【００３５】一方、反射音生成部１６は、コムフィルタ
５からマルチプレクサ１２を介して入力された信号ｃ´
に基づいて、初期反射音生成部３で生成された初期反射
音信号ｂよりも若干遅れた反射音信号ｅを生成するため
のもので、初期反射音生成部３と略同様の回路構造を有
する。

【００３６】１７は、マルチプレクサ１２の切換え制御
と、各部の遅延回路７の遅延時間や係数器９の係数値の
設定を行う制御部であり、マイクロコンピュータにより
形成されている。なお、制御部１７は、コムフィルタ５
と反射音生成部１６とを接続するようにマルチプレクサ
１２を制御するときには、同時にコムフィルタ５の係数
器９の係数値を零に設定するようになっている。１８
は、制御部１７の切り換え制御命令を行う音場切換えス
イッチである。

【００３７】次に、本実施例の動作について説明する。

【００３８】音楽信号等の入力信号ａが入力されると、
分岐点１で２つに分岐されて、入力信号ａと同レベルの
直接音信号ａが合成部２に入力され、他の分岐信号ａが
初期反射音生成部３に入力される。

【００３９】初期反射音生成部３に入力された分岐信号
ａは、複数組の遅延回路７及び係数器９により遅延・レ
ベル化され、所定時間間隔の離散的な信号ｂに変換され
て出力される。この信号ｂは分岐点４で分岐され、１つ
の分岐信号が直接音信号ａよりも遅れた初期反射音信号
ｂとして合成部２に入力され、他の分岐信号ｂがコムフ
ィルタに入力される。

【００４０】ここで、マルチプレクサ１２がコムフィル
タ５とオールパスフィルタ１３とを接続して、残響音生
成部１４が形成されている場合には、残響音生成部１４
によって残響音信号ｄが生成されて出力される。即ち、
コムフィルタ５の各コムフイルタ回路６において、分岐
信号ｂの各インパルスについて図２に示す信号ｃが生成
され、後段の加算器１０で加算されて信号ｃ´としてオ
ールパスフィルタ１３に入力され、オールパスフィルタ
１３において入力信号ｃ´の各インパルスについて図３
に示す残響音ｄが生成される。

【００４１】しかも、各コムフイルタ回路６に入力した
分岐信号ｂは、帰還時にＬＰＦ８によって高域成分レベ
ルをカットされ、かつ、係数器９によって減衰されるの
で、コムフイルタ５から出力される信号ｃ´は時間の経
過に従って高域成分レベルが低下する信号となる。その
結果、オールパスフィルタ１３から出力される残響音信
号ｄは、高域成分レベルが次第減衰する自然な残響音信
号となる。

【００４２】この残響音信号ｄは、ＨＰＦ１５でその低
域成分レベルがカットされて合成部２に出力される。従
って、合成部２には、直接音信号ａ、初期反射音信号ｂ
の順で入力され、続いて高域成分レベルが次第に減衰
し、かつ、低域成分レベルが除かれた残響音信号ｄが入
力される。その結果、合成部２では、図１０の（ｂ）に
示された自然な残響音を含む音場が合成される。

【００４３】また、音場切換えスイッチ１８を切換え、
制御部１７がマルチプレクサ１２の切換え制御を行い、
コムフイルタ５と反射音生成部１６とを接続した場合に
は、制御部１７によってコムフイルタ５の係数器９の係
数値が零に設定される。これにより、コムフイルタ５の
帰還部は閉ざされ、コムフイルタ５は遅延回路７だけが
機能することになる。従って、コムフイルタ５からは初
期反射音信号ｂよりも遅延した信号ｃ´が出力され、反
射音生成部１６に入力される。

【００４４】反射音生成部１６に入力した信号ｃ´は、
複数組の遅延回路７及び係数器９により遅延・レベル化
され、所定時間間隔の離散的な反射音信号ｅに変換され
て合成部２に出力される。従って、合成部２には、直接
音信号ａ、初期反射音信号ｂ、初期反射音信号ｂより若
干遅れた離散的な反射音信号ｅが入力されるので、合成
部２では、図１０の（ａ）に示された音場が合成され
る。

【００４５】このように、本実施例の音場可変再生装置
においては、図１０の（ａ）及び（ｂ）に示されるいず
れの音場をも再生でき、しかも音場切換えスイッチ１８
により音場再生処理方法を切換えるので、音場モードを
切換える際に音切れがしない。

【００４６】そして、遅延回路７の遅延時間や係数器９
の係数値を変えて設定することにより、図４（ａ）ない
し（ｃ）に示すようなホール又はチャーチの音場、スタ
ジアムの音場、ディスコの音場等を再生できるので、音
場の可変範囲が広い。

【００４７】また、残響音信号ｄを直接音信号ａから直
接生成せず、初期反射音生成部３を介して生成された複
数の離散的な初期反射音信号ｂから残響音信号ｄを生成
するので、残響密度（単位時間当たりの残響音数）を高
くすることができる。

【００４８】更に、コムフイルタ５の帰還部にＬＰＦ８
を設けて、残響音信号ｄの高域成分レベルが時間と共に
減衰するようにしたので、自然な残響音を再生すること
ができる。しかも、この残響音信号ｄの低域成分レベル
をＨＰＦ１５で除くようにしたので、本装置を車載用と
して用い、車室内で使用しても、定在波は発生せず、こ
もらないクリーンな音場を再生することができる。

【００４９】

【考案の効果】本考案の音場可変再生装置は、合成部で
直接御信号と、初期反射音信号と、残響音信号又は反射
音信号とを合成して出力している。そのため、前記残響
音信号と反射音信号とを切り換えても、直接信号音と初
期反射信号音だけは常に合成部から出力されているので
音切れがない。また、残響音生成装置で高音域成分レベ
ルが次第に低下する残響音信号を生成することができる
ので、自然な残響音を再生することができる。さらに、
再生音信号としての直接御信号から直接残響音信号を生
成するのではなく、初期反射音を介して残響音信号を生
成するので、残響密度を高くすることができる、という
優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すブロック図である。

【図２】コムフイルタの出力信号を示す線図である。

【図３】オールパスフィルタの出力信号を示す線図であ
る。

【図４】音場を示す線図であり、図４（ａ）はホール又
はチャーチの音場、図４（ｂ）はスタジアムの音場、図
４（ｃ）はディスコの音場を示す。

【図５】従来の音場可変再生装置を示すブロック図であ
る。

【図６】従来の音場可変再生装置の他の例を示すブロッ
ク図である。

【図７】図６の音場可変再生装置の残響音生成部を示す
ブロック図である。

【図８】図６の音場可変再生装置の残響音生成部におけ
る第１の変形例を示すブロック図である。

【図９】図６の音場可変再生装置の残響音生成部におけ
る第２の変形例を示すブロック図である。

【図１０】各種の音場を示す線図であり、図１０（ａ）
は図５の音場可変再生装置で再生される音場を示す線
図、図１０（ｂ）は図６の音場可変再生装置で再生され
る音場を示す線図である。

【図１１】図５の音場可変再生装置による音場の可変状
態を示す線図である。

【図１２】図６の音場可変再生装置による音場の可変状
態を示す線図である。

【符号の説明】

２合成部（合成手段）ａ直接信号３初期反射音生成部（初期反射音生成手段）ｂ初期反射音信号５コムフイルタ７遅延回路８ローパスフィルタ（第１のフィルタ）９係数器１２マルチプレクサ（切換え手段）１３オールパスフィルタ１４残響音生成部（残響音生成手段）１５ハイパスフィルタ（第２のフィルタ）ｄ残響音信号１６反射音生成部（反射音生成手段）ｅ反射音信号１７制御部（制御手段）１８音場切換えスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10K 15/12 G10K 15/00

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】初期反射音生成手段（３）、残響音生成
手段（５）、切換え手段（１２）、反射音生成手段（１
６）、制御手段（１７）、合成手段（２）からなる音場
可変再生装置であって、初期反射音生成手段（３）は、入力信号を所定時間遅延
させると共に所定レベルに可変して初期反射音信号を生
成し、残響音生成手段（５）は、複数の帰還手段（６）、加算
手段（１０）からなり、帰還手段（６）は、初期反射音信号に対し、初期反射音
生成手段（３）とは異なる遅延時間での遅延処理、初期
反射音生成手段（３）とは異なる所定レベルへの可変処
理、帰還処理を施して出力し、加算手段（１０）は、帰還手段（６）の出力を加算して
残響音信号を生成し、切換え手段（１２）は、制御部（１７）の制御により、
残響音信号を第１出力端、もしくは、第２出力端に切り
換えて出力し、反射音生成手段（１６）は、第２出力端からの残響音信
号を所定時間遅延させて反射音信号を生成し、制御手段（１７）は、切換え手段（１２）の切換え動作
を制御すると共に、切換えに対応して、帰還手段（６）
の遅延信号とレベルを可変し、合成手段（２）は、入力信号と、初期反射音信号と、第
１出力端からの残響音信号または反射音信号を合成する
こと、を特徴とする音場可変再生装置。
【請求項２】残響音生成手段（５）の帰還部（６）
は、ローパスフィルタ（８）を有することを特徴とする
請求項１に記載の音場可変再生装置。
【請求項３】切換え手段（１２）と合成手段（２）の
間には、ハイパスフィルタ（１５）を有することを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載の音場可変再生装
置。