JP2891553B2 - 音場制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接音に相当する音響
信号から、直接音がコンサートホール等の演奏会場の壁
で反射された音である効果音に相当する信号を生成し、
複数のスピーカで構成されるスピーカシステムの対応す
るスピーカより出力することで所望の演奏会場と同様の
音が聴えるようにする音場制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】普通の部屋や自動車内においても、あた
かもコンサートホールにいるが如き聴感が得られるよう
に、多くのスピーカを設置してそれぞれから異なる信号
を出力する音場制御装置と呼ばれるオーディオシステム
がある。これはコンサートホール等において、図７に示
すような演奏点から直接伝達される直接音、左右の両側
壁面を主とする最初の反射による初期反射音、及び複数
回反射を繰り返して減衰しながらより長い時間にわたっ
て伝達される残響音をそれぞれ計測しておき、音響信号
から同様の音響効果を生じるような信号を作り出してそ
れぞれのスピーカから出力するものである。初期反射音
と残響音は、合せて効果音と呼ばれる。

【０００３】音場制御装置におけるスピーカの配置は種
々考えられ、高級なシステムではスピーカの数は非常に
多い場合もあるが、一般的な例としては図８に示すよう
に部屋 101ｃの中央前方に直接音用スピーカ31ｃを配置
し、前方両側に初期反射音用スピーカ33ｃを配置し、後
方両側に残響音用スピーカ34ｃを配置する。そしてリス
ニングポイント 100ｃで所望の演奏会場と同じ様な音が
聞えるように各スピーカより出力される音を制御してい
る。なお、直接音、初期反射音、残響音を全てのスピー
カより再生するシステムも可能であり、他の態様も考え
られる。

【０００４】上記のような制御を行なうため、クラッシ
ック音楽用には著名なコンサートホールや教会、ジャズ
音楽用にはジャズクラブ、ロック音楽用にはディスコや
スタジアム等の実際の演奏会場での図７に示すような直
接音と効果音の関係をあらかじめ測定して記憶してお
く。そしてその関係に基づいて直接音に相当する音響信
号から効果音信号を生成して所定のスピーカから出力し
ている。ユーザは上記のような演奏会場から音楽の種類
に合せて所望の演奏会場の音場が選択できるようになっ
ている。ユーザが選択できる音場には、実際にある演奏
会場の音場だけでなく、音楽の種類等に応じて人工的に
作られた音場もある。いずれにしろ現在の音場制御装置
では、ユーザが音場を選択すると所定の効果音生成パタ
ーンに従って音響信号から効果音信号が生成されるよう
になっており、その生成パターンはユーザによる手動操
作で変えられるようになってはいるが、手動操作を行な
わない限り固定である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】音場制御装置は、上記
のように効果音信号を生成して所定のスピーカより出力
することで音場を制御しているが、現在のホールのよう
な自然さを重視して効果音の生成パターンを定めた場合
には、一般のユーザには従来のオーディオシステムと音
場制御装置との差は明瞭には認識できないことがしばし
ばある。音場制御装置を使用するのであるから、従来の
オーディオシステムとの差が明瞭に認識できることが望
ましいのは当然である。この差を明瞭に認識できるよう
にするには、効果音の直接音に対する強度比を高めれば
良い。しかし効果音の直接音に対する強度比を高めた場
合、前述の通り効果音生成パターンは手動操作によらな
い限り固定であるため、以後効果音が強い状態が維持さ
れることになる。もともとこのような状態は良好である
と考えられる状態からはずれているため、時間の経過と
共に不自然さが強く感じられ、聴き疲れするという状態
になる。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、従来のオーディオシステムとの差異が明瞭に認
識でき、且つ長時間聞いても不自然さを感じないような
音場制御装置を実現することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明の音場制御装置では、音場制御装置が動作を開
始した時点では効果音の直接音に対する強度比を高目に
設定し、時間の経過と共に除々にこの強度比を低下させ
る。図１は本発明の音場制御装置の基本構成を示す図で
ある。なお図において同一の機能を有する部分について
は同一番号を付し、図１以外の図では順にアルファベッ
トの小文字を付して表わすこととする。

【０００８】すなわち本発明の音場制御装置は、直接音
に相当する音響信号を記憶した音響信号源１、直接音が
反射された音に相当する効果音信号を所定の関係に基づ
いて音響信号より生成する効果音信号生成手段２、及び
所定の位置関係に配置された複数のスピーカより構成さ
れ音響信号及び効果音信号を対応するスピーカより直接
音及び効果音として出力するスピーカシステム３を備え
た音場制御装置において、音場制御装置の動作開始から
の経過時間を変数とする所定の関係に基づいて生成され
る効果音信号の音響信号に対する相対強度を低下させる
ように変化させる効果音強度変化手段４を備えたことを
特徴とする。

【０００９】

【作用】音場制御装置の使用を開始した時や従来の効果
音を発生しないオーディオシステムから音場制御装置に
切り換えた時には、効果音の直接音に対する相対強度を
高めに設定しておけば音場制御の効果が充分に認識でき
る。しかしこのままの状態を維持したのでは時間の経過
と共に不自然に感じるので、効果音の直接音に対する相
対強度を変化がわからない程度に除々に低下させ、自然
な感じが得られる状態にすればよい。本発明の音場制御
装置では、効果音強度変化手段４によりこの相対強度の
変化を行っており、例えば音場制御装置の動作開始から
の経過時間に応じて図２に示すような形で相対強度を自
動的に変化させることで実現される。

【００１０】

【実施例】現在のところ音場制御装置における効果音信
号の生成は、デジタルシグナルプロセッサ（以下ＤＳＰ
と称する。）を使用したデジタルフィルタで行なわれる
のが一般的であり、ＤＳＰを用いた本発明の実施例の構
成を図３に示す。図３において直接音に相当する音響信
号はアナログ信号であり、アンプ81ａを介して直接音用
スピーカ31ａから直接音として出力される。

【００１１】音響信号は、Ａ／Ｄ変換器５ａでデジタル
信号に変換され、このデジタル変換された信号からDSP
６ａのデジタルフィルタで初期反射音信号と残響音信号
が生成され、Ｄ／Ａ変換器７ａでアナログ信号を変換さ
れた後アンプ82ａと83ａを介して初期反射音用スピーカ
33ａと残響音用スピーカ34ａから出力される。DSP ６ａ
によるデジタルフィルタは、例えば図４に示すような回
路で構成されており、マイクロコンピュータシステム９
ａが各回路値を設定することにより所望の音場を形成す
るための効果音信号が得られる。マイクロコンピュータ
システム９ａには、著名なコンサートホールの計測値や
実験等により定めた複数種類の設定値の組が記憶されて
おり、ユーザが選択した音場に応じてDSP ６ａに設定さ
れる。

【００１２】初期反射音と残響音を含めた効果音の直接
音に対する相対強度を変化させるには、図３におけるア
ンプ82ａと83ａの増幅率を変えることや、Ｄ／Ａ変換器
７ａの基準電圧を変える等のことが考えられるが、アナ
ログ信号を変化させる必要がありあまり望ましくない。
本実施例のようなDSP ６ａを用いたデジタルフィルタを
用いる場合には、デジタルフィルタの回路の設定値を変
更するのがもっとも簡単である。図４の（Ａ）と（Ｂ）
のデジタルフィルタ回路では最終段の増幅器の増幅率ａ
ｔとａｙを変化させれば良い。

【００１３】前述の通りデジタルフィルタ回路の設定は
マイクロコンピュータシステム９ａが行なうので、図２
に示すような相対強度の時間変化例を含めてどのような
変化パターンも可能である。マイクロコンピュータシス
テム９ａは、あらかじめ定められた関数やテーブルに従
って所望の相対強度の変化が得られる増幅率ａ_t とａ _y
を算出して、それぞれDSP ６ａに設定する。

【００１４】上記の実施例は効果音信号をＤＳＰによる
デジタルフィルタで生成する例であるが、効果音信号は
アナログ回路でも生成することが可能であり、アナログ
回路で効果音信号を生成するときの本発明の実施例を図
５に示す。図５においてオペアンプ21ｂと22ｂ、及びデ
ィレイライン23ｂが残響音に類似した効果音信号を生成
する部分である。生成された効果音信号は、電子ボリュ
ーム41ｂに入力される。

【００１５】電子ボリューム41ｂは、特定の端子に印加
される電圧に応じて、入力された信号の増幅率を変える
素子である。図５に示すような抵抗とコンデンサで構成
される放電回路で、音場制御装置の動作開始と共にスイ
ッチ42ｂを開放すると、電子ボリューム41ｂに印加され
る電圧は図６に示すような形で変化し、効果音信号の増
幅率も図６の曲線のように変化する。抵抗値ＲとＲ₁ ，
Ｒ₂ 及びコンデンサ容量Ｃの値を適当に選べば所望の効
果音の強度変化が得られる。

【００１６】以上効果音の生成をデジタルフィルタとア
ナログフィルタで行なう実施例について説明したが、こ
れらの実施例では効果音の強度のみを変化させるものと
した。しかし効果音の強度のみを変化させると全体の音
量が変化してしまい不自然な感じを与えることがある。
このようなことを防止するため直接音と効果音を合せた
強度は、オートマチックゲインコントロール回路等の既
存の技術を用いて一定になるように制御し、直接音と効
果音の比率のみが変化するようにしても良い。

【００１７】

【発明の効果】本発明により、音場制御装置の動作開始
直後や従来のオーディオシステムからの切換直後には、
音場制御の効果が充分に認識でき、時間が経過しても不
自然な音にならない音場制御装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音場制御装置の基本構成を示す図であ
る。

【図２】効果音の直接音に対する相対強度の音場制御装
置の動作開始時点からの時間変化の例を示す図である。

【図３】ＤＳＰでデジタルフィルタを構成した実施例の
構成を示す図である。

【図４】効果音信号生成用のデジタルフィルタの構成例
を示す図である。

【図５】アナログ回路で生成した効果音信号の強度を、
電子ボリュームを用いて時間変化させる回路例を示す図
である。

【図６】図５の回路での電子ボリュームへの印加電圧の
変化の様子を示すグラフである。

【図７】直接音の反射により生じる効果音の発生を示
す、音場における音の変化例を示す図である。

【図８】音場制御装置におけるスピーカの配置例を示す
図である。

【符号の説明】

１…音響信号源 ２…効果音信号生成手段 ３…スピーカシステム ４…効果音強度変化手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直接音に相当する音響信号を記憶した音
   響信号源（１）、直接音が反射された音に相当する効果
   音信号を、所定の関係に基づいて該音響信号より生成す
   る効果音信号生成手段（２）、及び所定の位置関係に配
   置された複数のスピーカより構成され、該音響信号及び
   該効果音信号を対応するスピーカより直接音及び効果音
   として出力するスピーカシステム（３）を備えた音場制
   御装置において、音場制御装置の動作開始からの経過時
   間を変数とする所定の関係に基づいて、生成される該効
   果音信号の該音響信号に対する相対強度を低下させるよ
   うに変化させる効果音強度変化手段（４）を備えたこと
   を特徴とする音場制御装置。