JP2924710B2

JP2924710B2 - ステレオ音場拡大装置

Info

Publication number: JP2924710B2
Application number: JP7129477A
Authority: JP
Inventors: 内栄二竹
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1999-07-26
Anticipated expiration: 2014-07-26
Also published as: EP0740487A2; KR100236447B1; JPH08308000A; KR960040079A; EP0740487B1; US5740253A; DE69636184T2; EP0740487A3; DE69636184D1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ホール等の反射音を
シミュレートする装置に関し、受聴位置の前方左右に配
置したスピーカの外側にまで反射音を定位させて音場の
拡がり感を得ることができ、しかも、この音場の拡がり
感が得られる受聴範囲を広く確保できるようにしたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホールなどの音場の反射音を一般
家庭の室内等でシミュレートする方法として、図２に示
すような４チャンネル音場処理システムがあった。この
方法は、反射音を再生するために、部屋１０内にリスナ
１２の周囲を取り囲むように４台のスピーカ１４（左前
用）、１５（右前用）、１６（左後用）、１７（右後
用）が配設される。入力される左右２チャンネルステレ
オ楽音信号Ｌ，Ｒ（ここではディジタル信号とする。）
は、係数器１８，２０で適当な乗算係数（ゲイン）が付
与されて、加算器２２で加算された後、反射音信号生成
回路２４に入力される。

【０００３】反射音信号生成回路２４において、前方定
位反射音生成回路２６は、リスナ１２の前方（スピーカ
１４，１５間）に定位する反射音を生成するもので、遅
延回路２８で左右加算信号Ｌ＋Ｒを所定クロックを用い
て順次遅延し、生成すべき各反射音の遅延時間（直接音
に対する遅れ時間）に相当するタップから遅延信号をそ
れぞれ取り出し、係数器３０，３２で反射音ごとに乗算
係数を付与してレベル（音量）および左右バランス（ス
ピーカ１４，１５間で音像を定位させる位置）を調整
し、加算器３４，３６で左右チャンネルごとに加算して
前方左右の反射音信号ＦＬ１，ＦＲ１を生成する。

【０００４】左方定位反射音生成回路３８は、リスナ１
２の左方（スピーカ１４，１６間）に定位させる反射音
を生成するもので、遅延回路４０で左右加算信号Ｌ＋Ｒ
を所定クロックを用いて順次遅延し、生成すべき各反射
音の遅延時間に相当するタップから遅延信号をそれぞれ
取り出し、係数器４２，４４で反射音ごとに乗算係数を
付与してレベルおよび前後バランス（スピーカ１４，１
６間で音像を定位させる位置）を調整し、加算器４６，
４８で前後チャンネルごとに加算して左方前後の反射音
信号ＦＬ２，ＲＦ１を生成する。

【０００５】後方定位反射音生成回路５０は、リスナ１
２の後方（スピーカ１６，１７間）に定位させる反射音
を生成するもので、遅延回路５２で左右加算信号Ｌ＋Ｒ
を所定クロックを用いて順次遅延し、生成すべき各反射
音の遅延時間に相当するタップから遅延信号をそれぞれ
取り出し、係数器５４，５６で反射音ごとに乗算係数を
付与してレベルおよび左右バランス（スピーカ１６，１
７間で音像を定位させる位置）を調整し、加算器５８，
６０で左右チャンネルごとに加算して後方左右の反射音
信号ＲＬ２，ＲＲ１を生成する。

【０００６】右方定位反射音生成回路６２は、リスナ１
２の右方（スピーカ１５，１７間）に定位させる反射音
を生成するもので、遅延回路６４で左右加算信号Ｌ＋Ｒ
を所定クロックを用いて順次遅延し、生成すべき各反射
音の遅延時間に相当するタップから遅延信号をそれぞれ
取り出し、係数器６６，６８で反射音ごとに乗算係数を
付与してレベルおよび前後バランス（スピーカ１５，１
７間で定位させる位置）を調整し、加算器７０，７２で
左右チャンネルごとに加算して右方前後の反射音信号Ｆ
Ｒ２，ＲＲ２を生成する。

【０００７】左前スピーカ１４から再生すべき直接音Ｌ
および反射音ＦＬ１，ＦＬ２は、加算器７４で加算さ
れ、Ｄ／Ａ変換器７６でアナログ信号に変換され、ロー
パスフィルタ７８、アンプ８０を介して左前スピーカ１
４にて再生される。右前スピーカ１５から再生すべき直
接音Ｒおよび反射音ＦＲ１，ＦＲ２は、加算器８２で加
算され、Ｄ／Ａ変換器８４でアナログ信号に変換され、
ローパスフィルタ８６、アンプ８８を介して右前スピー
カ１５にて再生される。左後スピーカ１６から再生すべ
き反射音ＲＬ１，ＲＬ２は、加算器９０で加算され、Ｄ
／Ａ変換器９２でアナログ信号に変換され、ローパスフ
ィルタ９４、アンプ９６を介して左後スピーカ１６にて
再生される。右後スピーカ１７から再生すべき直接音Ｌ
および反射音ＲＲ１，ＲＲ２は、加算器９８で加算さ
れ、Ｄ／Ａ変換器１００でアナログ信号に変換され、ロ
ーパスフィルタ１０２、アンプ１０４を介して左前スピ
ーカ１４にて再生される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図２の４チャンネル音
場処理システムによれば、リスナ１２の周囲３６０°の
反射音シミュレーションが実現され、ホール等実際の音
場にきわめて近い音場を再現することができる。ところ
が、この方法では、スピーカを４チャンネル用いるた
め、ローコストのミニコンポやゲーム機等に搭載する場
合、コスト面やスピーカの設置スペースなどの点で問題
があった。

【０００９】そこで、図２のシステムを簡略化して図３
に示すように２チャンネル音場処理システムとして構成
したものがあった。これは、図２の４チャンネル音場処
理システムから前方定位反射音生成構成のみを取り出し
て前方左右のスピーカ１４，１５で再生するようにした
ものである。この２チャンネル音場処理システムによれ
ば、ローコストのミニコンポやゲーム機等に容易に搭載
できるが、反射音は前方左右のスピーカ１４，１５間の
狭い範囲にしか定位せず、リスナ１２を取り囲むような
拡がり感は得られなかった。

【００１０】前方左右の２チャンネルのスピーカでリス
ナを取り囲むような拡がり感が得られるようにしたもの
として、特願平５−７０８１４号にて提案された発明が
ある。これは、リスナの前方左右に２チャンネルのスピ
ーカを配置し、左右の直接音および前方左右から再生す
べき反射音を左右チャンネルごとに加算して、前方左右
のスピーカから再生するとともに、リスナの後方から再
生すべき反射音を互いに逆相にして前方左右のスピーカ
から再生するようにしたものである。リスナの後方から
再生すべき反射音を互いに逆相にしてリスナの左右から
再生することにより、頭内定位（音像が頭の回りに感じ
られる現象）が得られ、疑似的に後方感が得られ、これ
により前方２チャンネルのスピーカのみでリスナを包み
込む拡がり感が得られる。ところが、この方法で拡がり
感が得られるのは無定位感によるものであって、反射音
に明確な定位が得られるのは前方２チャンネルのスピー
カ間だけであり、ホール等の実音場に近い拡がり感を再
現することはできなかった。

【００１１】ところで、従来、前方２チャンネルのスピ
ーカを用いてスピーカの外側の空間に音像を定位させる
スピーカ外定位方式が例えば特開平５−４１９００号公
報等に記載されている。この方式は、図４に示すような
もので、スピーカ１４，１５をリスナ１２の前方左右に
配置して左右２チャンネルステレオ信号Ｌ，Ｒをそれぞ
れ再生する。また、左チャンネル信号Ｌを遅延回路１１
０で微少時間遅延し、係数器１１２で所定のゲインに減
衰しかつ反転して左チャンネルキャンセル信号を作成
し、これを加算器１１でで右チャンネル信号Ｒに加算し
て右チャンネルスピーカ１５から再生する。また、右チ
ャンネル信号Ｒを遅延回路１１６で微少時間遅延し、係
数器１１８で所定のゲインに減衰しかつ反転して右チャ
ンネルキャンセル信号を作成し、これを加算器１２０で
左チャンネル信号Ｌに加算して左チャンネルスピーカ１
４から再生する。

【００１２】これによれば、左チャンネルスピーカ１４
から再生される左チャンネル信号Ｌがリスナ１２の右耳
に回り込んで生じるクロストークが、右チャンネルスピ
ーカ１５から再生される左チャンネルキャンセル信号に
よって打ち消されて、スピーカ１４が符号１４′で示す
ように、リスナ１２の左側方に移動したような聴感が得
られる。また、右チャンネルスピーカ１５から再生され
る右チャンネル信号Ｒがリスナ１２の左耳に回り込んで
生じるクロストークが、左チャンネルスピーカ１４から
再生される右チャンネルキャンセル信号によって打ち消
されて、スピーカ１５が符号１５′で示すように、リス
ナ１２の右側方に移動したような聴感が得られる。これ
により、スピーカ１４，１５から再生される音をその外
側（仮想スピーカ１４′，１５′間のいずれかの位置）
に定位させることができ、スピーカ外定位が実現され
る。

【００１３】このスピーカ外定位方式を前記図３の２チ
ャンネル音場処理システムに組合せて例えば図５に示す
ように構成して、反射音の音像をスピーカ１４，１５の
外側に定位させて、２チャンネル音場処理システムの音
場に拡がり感を与えることが考えられる。ところが、こ
の方法ではスピーカ外定位を安定に得るための遅延回路
１１０，１１６の遅延時間や係数器１１２，１１８の係
数値はリスナ１２の受聴位置等に応じて最適値が異なる
ので、リスナ１２が受聴位置を移動すると、もはやクロ
ストークキャンセル効果が得られず、スピーカ１４，１
５の外に反射音の音像を拡げることができない。このた
め、受聴範囲（スピーカ外定位が安定に得られる空間的
範囲）が非常に狭い。また、個人の耳の特性差の影響も
大きく、ある人に合わせて遅延時間や乗算係数を設定し
てスピーカ外定位が得られても、別の人はその設定では
スピーカ外定位が得られないこともある。

【００１４】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
ので、受聴位置の前方左右に配置したスピーカの外側に
まで反射音を定位させて音場の拡がり感を得ることがで
き、しかもこの音場の拡がり感が得られる受聴範囲を広
く確保できるようにしかつ個人の耳の特性差の影響を小
さくしたステレオ音場拡大装置を提供しようとするもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
入力される楽音信号の遅延時間およびレベルが異なる複
数本の左チャンネル用反射音信号を生成する左チャンネ
ル反射音信号生成手段と、入力される楽音信号の遅延時
間およびレベルが異なる複数本の右チャンネル用反射音
信号を生成する右チャンネル反射音信号生成手段と、前
記複数本の左チャンネル用反射音信号を当該各反射音信
号ごとに設定された様々な受聴位置で当該反射音信号の
スピーカ外定位が得られる遅延時間でそれぞれ遅延しか
つ位相を反転した左チャンネル用キャンセル信号を生成
する左チャンネルキャンセル信号生成手段と、前記複数
本の右チャンネル用反射音信号を当該各反射音信号ごと
に設定された様々な受聴位置で当該反射音信号のスピー
カ外定位が得られる遅延時間でそれぞれ遅延しかつ位相
を反転した右チャンネル用キャンセル信号を生成する右
チャンネルキャンセル信号生成手段と、前記左チャンネ
ル用反射音信号と前記右チャンネル用キャンセル信号を
再生する受聴位置の前方左側に配置された左チャンネル
用スピーカと、前記右チャンネル用反射音信号と前記左
チャンネル用キャンセル信号を再生する受聴位置の前方
右側に配置された右チャンネル用スピーカとを具備して
なるものである。

【００１６】請求項２記載の発明は、前記左チャンネル
用キャンセル信号が、さらに、前記複数本の左チャンネ
ル用反射音信号を当該各反射音信号ごとに設定された前
記各受聴位置で当該反射音信号のスピーカ外定位がより
明確に得られる乗算係数で減衰した信号であり、前記右
チャンネルキャンセル信号が、さらに、前記複数本の右
チャンネル用反射音信号を当該各反射音信号ごとに設定
された前記各受聴位置で当該反射音信号のスピーカ外定
位がより明確に得られる乗算係数で減衰した信号であ
る。

【００１７】請求項３記載の発明は、入力される楽音信
号の遅延時間およびレベルが異なる複数本の前方用反射
音信号を生成する前方用反射音信号生成手段をさらに具
備してなり、この前方用反射音信号を前記左チャンネル
用スピーカおよび前記右チャンネル用スピーカから再生
してなるものである。

【００１８】

【作用】請求項１記載の発明によれば、反射音信号のク
ロストークをキャンセルするキャンセル信号の遅延時間
を、各反射音ごとに設定された様々な受聴位置で当該反
射音信号のスピーカ外定位が得られる遅延時間に設定し
たので、受聴位置を移動すると一部の反射音については
クロストークキャンセル効果が薄らいでスピーカの外側
に定位しなくなるが、逆に他の一部の反射音については
クロストークキャンセル効果が増強されてスピーカ外定
位が得られるようになる。ホール等の反射音をシミュレ
ートする場合、聴覚的には反射音を１本１本個別に判別
しているわけではなく、反射音の集合としてマクロ的に
捉えているため、反射音１本１本の定位位置はそれほど
重要ではないと考えられる。すなわち、個人の耳の特性
や受聴位置が変化することによって個々の反射音の定位
位置が変わっても、反射音の一部についてスピーカ外定
位が得られれば、反射音シミュレーションにおいては拡
がり感が得られることになり、結果として受聴範囲（ス
ピーカ外定位による拡がり感が得られる空間的範囲）が
拡大され、また個人の耳の特性差の影響が緩和されるこ
とになる。

【００１９】請求項２記載の発明によれば、さらにキャ
ンセル信号の乗算係数を、各反射音ごとに設定された様
々な受聴位置で当該反射音信号のスピーカ外定位がより
明確に得られる乗算係数に設定したので、反射音のスピ
ーカ外定位をより明確化することができる。

【００２０】請求項３記載の発明によれば、前方用反射
音信号を別途生成して左右のスピーカで再生するように
したので、左右のスピーカでリスナの前方から左右にか
けて広い範囲で反射音を様々な位置に定位させることが
できる。

【００２１】なお、左チャンネル用反射音信号、右チャ
ンネル用反射音信号、前方用反射音信号は、例えば左右
２チャンネル入力信号の合成信号（加算信号、減算信号
等）からそれぞれ作ることができる。あるいは、左チャ
ンネル用反射音信号は左チャンネル入力信号のみから作
成し、右チャンネル用反射音信号は右チャンネル入力信
号のみから作成することもでき、そのようにすればより
拡がり感が得られる。また、前方用反射音信号は、例え
ば左右で同じ遅延時間とし反射音信号ごとに左右のレベ
ルバランスを様々に設定することにより、左右のスピー
カ間の任意の位置に定位させることができる。また、こ
の発明のキャンセル信号は、すべての反射音について別
々の遅延時間、別々の乗算係数に設定する（つまり、１
本１本の反射音ごとに別々の受聴位置を想定する）こと
を要するものでなく、同一の受聴位置を想定した複数の
反射音のキャンセル信号が存在することを妨げるもので
はない。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）この発明の第１実施例を図１に示す。前記
図２、図３と共通する部分には同一の符号を用いる。部
屋１０内には、リスナ１２の前方左右に２台のスピーカ
１４（左前用）、１５（右前用）が配設されている。ス
テレオ音場拡大装置１に入力される左右２チャンネルス
テレオ楽音信号Ｌ，Ｒ（ここではディジタル信号とす
る。）は、係数器１８，２０で適当な乗算係数（ゲイ
ン）が付与されて、加算器２２で加算された後、ローパ
スフィルタ１２２に入力される。ローパスフィルタ１２
２は楽音信号の周波数帯域を狭めることによって定位の
ための条件を緩やかにし、これによりスピーカ１４，１
５の外側への反射音像の定位の調整を行ないやすくし
て、スピーカ１４，１５の外に定位させやすくし、また
音が帯域によって分離するのを防止してスピーカ外定位
の幅を安定させるためのもの、および反射音シミュレー
ションによる音を自然な感じにするためのもので、カッ
トオフ周波数が例えば８ｋＨｚ程度に設定される。な
お、フィルタの種類はローパスフィルタに限るものでは
なく、帯域を調整することで反射音像の定位を安定させ
る機能を有するものであればよく、バンドパスフィルタ
等を用いることもできる。

【００２３】ローパスフィルタ１２２から出力される楽
音信号は反射音信号生成回路１２４に入力される。反射
音信号生成回路１２４において、前方定位反射音生成回
路２６は、リスナ１２の前方（スピーカ１４，１５間）
に定位する反射音を生成するもので、遅延回路２８で左
右加算信号Ｌ＋Ｒを所定クロックを用いて順次遅延し、
生成すべき各前方反射音の遅延時間（直接音に対する遅
れ時間）に相当するタップから遅延信号をそれぞれ取り
出し、係数器３０，３２で反射音ごとに乗算係数を付与
してレベル（音量）および左右バランス（スピーカ１
４，１５間で音像を定位させる位置）を調整し、加算器
３４，３６で左右チャンネルごとに加算して前方左右の
反射音信号ＦＬ１，ＦＲ１を生成する。

【００２４】左方定位反射音生成回路１２６、右方定位
反射音生成回路１２８は、リスナ１２の左方、右方にそ
れぞれ定位させる反射音を生成するものである。その定
位原理について説明する。図６（ａ）に示すように、右
チャンネル信号Ｒを右側のスピーカ１５から再生し、か
つこの右チャンネル信号Ｒを遅延回路１３０で微少時間
遅延し係数器１３２で所定のゲインに減衰しかつ反転し
て左側のスピーカ１４から再生すると、右側のスピーカ
１５から再生されて左側の耳に到達する音（クロストー
ク）を左側のスピーカ１４から再生する音（クロストー
クキャンセル信号）がキャンセルして、音像をスピーカ
１５の外側に定位させることができる（クロストークキ
ャンセルによる音像のスピーカ外定位）。

【００２５】いま、リスナ１２がＡで示す受聴位置にい
る場合に、遅延回路１３０の遅延時間と係数器１３２の
乗算係数を調整して、音像をスピーカ１５の外側の音１
Ａで示す位置に定位できたとする。次に遅延時間と、乗
算係数をそのままにして、リスナ１２が受聴位置をＢで
示す位置に移動すると、音１Ａで示す位置に定位してい
た音が例えば音１Ｂで示す位置に定位し、スピーカ外定
位でなくなる場合がある。しかし、受聴位置Ｂでもその
位置に合うように遅延時間と乗算係数を調整すれば、音
像をスピーカ１５の外に定位させることができる。そこ
で、今度は図６（ｂ）に示すように受聴位置Ｂで遅延時
間と乗算係数を調整して、音像をスピーカ１５の外側の
音２Ｂで示す位置に定位できたとする。遅延時間と乗算
係数の設定を変えずに受聴位置をＡに変えたとすると、
音像も音２Ｂから例えば音２Ａで示す位置に移動する。

【００２６】したがって、図６（ａ），（ｂ）の再生系
を併設すれば、受聴位置Ａ，Ｂのいずれにいても少くと
も１つの音像はスピーカ１５の外側に定位させることが
できる。ただし、図６（ａ），（ｂ）を単純に組み合わ
せたのでは、音１Ａと音２Ａ（受聴位置Ａで聴く場合）
または音１Ｂと音２Ｂ（受聴位置Ｂで聴く場合）がほぼ
同時に再生されて相互に干渉しあい、キャンセル効果が
薄れ、スピーカ外定位がしにくくなるので、図７（ａ）
に示すように遅延回路１３８で音１（Ａ，Ｂ）と音２
（Ａ，Ｂ）に時間差をつけて再生する。その結果、音１
Ａ，音２Ａ（または音１Ｂ，音２Ｂ）は別々の位置に定
位する反射音としての働きを有するようになる。受聴位
置をさらに増やして、各受聴位置でスピーカ外定位が得
られるように遅延時間と乗算係数を調整した再生系を併
設して、相互に時間差をつけて再生すれば、そのいずれ
の受聴位置にいても少くとも１つの音像はスピーカ１５
の外側に定位させることができるので受聴範囲（スピー
カ外定位が得られる範囲）が拡大する（受聴位置を３点
に設定した場合の受聴範囲の例を図７（ｂ）に示
す。）。

【００２７】このように、スピーカ１４，１５を前方左
右に見る位置に、受聴範囲が相互に略々隣接するように
複数の受聴位置を設定し、各受聴位置ごとにスピーカ外
定位が得られるようにキャンセル信号の遅延時間と乗算
係数を定め（スピーカ外定位を得るには特に遅延時間の
設定が重要である。乗算係数は一律に設定してもある程
度の効果が得られる場合もある。ただし、乗算係数も各
受聴位置ごとに定めた方が、スピーカ外定位がより明確
になる。）、受聴位置ごとに時間差をつけて反射音信号
とそのキャンセル信号を前方左右のスピーカ１４，１５
から再生することにより、広い受聴範囲について反射音
の拡がり感が得られ、ホール等の音場感を得ることがで
きる。また、遅延時間や乗算係数を様々に設定した反射
音が存在するので、個人の耳に特性差があってもいずれ
かの反射音についてスピーカ外定位が得られる可能性が
高くなり、個人の耳の特性差の影響が緩和される。

【００２８】なお、キャンセル信号の遅延時間（反射音
信号に対する遅延時間）は、０〜０．８ｍｓｅｃの範囲
であり、キャンセル信号のゲイン（反射音信号に対する
ゲイン）は、−１０ｄＢ（０．３）〜−１ｄＢ（０．
９）の範囲が望ましい。ゲインが−１０ｄＢより小さい
（すなわちキャンセル信号の音量が小さい）と十分なキ
ャンセル効果が得られず、音像がスピーカの外に拡がる
感じが得られない。また、ゲインが−１ｄＢより大きい
（すなわちキャンセル信号の音量が大きい）と遅延時間
をいくら調整してもキャンセル信号の音が当該キャンセ
ル信号を発したスピーカに残ってしまう。また、受聴位
置ごとにつける時間差は、スピーカ外定位の干渉を小さ
くすると同時に音場生成のための反射音を生成するもの
で、キャンセル信号の遅延時間に比べて相当に長い時間
（例えば５ｍｓｅｃ以上好ましくは２０ｍｓｅｃ以上）
に設定される。

【００２９】図１の左方定位反射音生成回路１２６、右
方定位反射音生成回路１２８の構成について説明する。
左方定位反射音生成回路１２６は、入力信号Ｌ＋Ｒを遅
延回路１４０に入力して所定クロックで順次遅延し、生
成すべき各左方反射音の遅延時間（直接音に対する遅れ
時間）に相当するタップから遅延信号をそれぞれ取り出
し、係数器１４２で反射音ごとに乗算係数を付与してレ
ベル（音量）を調整する。レベルが調整された反射音信
号は加算器１４４で加算されて、左チャンネル用反射音
信号Ｌｒとして出力される。

【００３０】また、係数器１４２から出力された反射音
信号は、遅延回路１４６で反射音ごとに設定された時間
分遅延され、係数器１４８で反射音ごとに設定された乗
算係数が付与されかつ位相が反転される。遅延回路１４
６の遅延時間および係数器１４８の係数値は前記図６，
図７の原理に基づき反射音ごとに想定された受聴位置に
おいて左側スピーカ１４についてスピーカ外定位が得ら
れる値にそれぞれ設定される。係数器１４８から出力さ
れる反射音信号は、加算器１５０で加算されて、左チャ
ンネル用キャンセル信号Ｌｃとして出力される。

【００３１】右方定位反射音生成回路１２８は、入力信
号Ｌ＋Ｒを遅延回路１５２に入力して所定クロックで順
次遅延し、生成すべき各右方反射音の遅延時間（直接音
に対する遅れ時間）に相当するタップから遅延信号をそ
れぞれ取り出し、係数器１５４で反射音ごとに乗算係数
を付与してレベル（音量）を調整する。レベルが調整さ
れた反射音信号は加算器１５６で加算されて、右チャン
ネル用反射音信号Ｒｒとして出力される。

【００３２】また、係数器１５４から出力された反射音
信号は、遅延回路１５８で反射音ごとに設定された時間
分遅延され、係数器１６０で反射音ごとに設定された乗
算係数が付与されかつ位相が反転される。遅延回路１４
８の遅延時間および係数器１６０の係数値は前記図６，
図７の原理に基づき反射音ごとに想定された受聴位置に
おいて右側スピーカ１５についてスピーカ外定位が得ら
れる値にそれぞれ設定される。係数器１６０から出力さ
れる反射音信号は、加算器１６２で加算されて、左チャ
ンネル用キャンセル信号Ｒｃとして出力される。

【００３３】左チャンネルのメイン信号Ｌ（直接音）、
左チャンネルの前方用反射音信号ＦＬ１、左チャンネル
用反射音信号Ｌｒ、右チャンネル用キャンセル信号Ｒｃ
は、加算器７４にて加算され、Ｄ／Ａ変換器７６でアナ
ログ信号に変換され、ローパスフィルタ７８、アンプ８
０を介して前方左のスピーカ１４から再生される。

【００３４】右チャンネルのメイン信号Ｒ（直接音）、
右チャンネルの前方用反射音信号ＦＲ１、右チャンネル
用反射音信号Ｒｒ、左チャンネル用キャンセル信号Ｌｃ
は、加算器８２にて加算され、Ｄ／Ａ変換器８４でアナ
ログ信号に変換され、ローパスフィルタ８６、アンプ８
８を介して前方右のスピーカ１５から再生される。な
お、各チャンネルの反射音は例えば８本程度あれば音場
生成を効果的に行なえる（より少ない本数あるいはより
多い本数とすることもできる。）。

【００３５】以上により、直接音および前方用反射音は
スピーカ１４，１５間に定位し、左チャンネル用反射音
はスピーカ１４の位置からその外側に定位し、右チャン
ネル用反射音はスピーカ１５の位置からその外側に定位
して前方２チャンネルのスピーカ１４，１５で音場感お
よび拡がり感のある再生が楽しめる。特に、ホールその
他の音場の反射音パターン（インパルスレスポンス）を
前方、左方、右方ごとに設定して、前方定位反射音生成
回路２６の遅延回路２８の遅延出力取り出しタップおよ
び係数器３０，３２の乗算係数を前方の反射音パターン
に適合するように設定し、左方定位反射音生成回路１２
６の遅延回路１４０の遅延出力取り出しタップおよび係
数器１４２の乗算係数を左方の反射音パターンに適合す
るように設定し、右方定位反射音生成回路１２８の遅延
回路１５２の遅延出力取り出しタップおよび係数器１５
４の乗算係数を右方の反射音パターンに適合するように
設定すれば、その音場に近い音場を再現することができ
る。

【００３６】また、キャンセル信号の遅延時間や乗算係
数は反射音ごとに様々に設定されているので、広い受聴
範囲が確保され、しかも個人の耳の特性差の影響を緩和
して誰でも反射音のスピーカ外定位による拡がり感を実
感することができる。

【００３７】なお、実施例１においては、同一の信号を
遅延回路２８，１４０，１５２に入力するので、これら
遅延回路２８，１４０，１５２を１つにまとめて（ある
いは遅延回路１４０，１５２を１つにまとめて）、遅延
信号取り出しタップを増やして各反射音信号ＦＲ１，Ｆ
Ｌ１，Ｒｒ，Ｌｒおよび各キャンセル信号Ｒｃ，Ｌｃを
生成することもできる。

【００３８】（実施例２）この発明の他の実施例を図８
に示す。これは、左方定位反射音生成回路１２６が左チ
ャンネル信号Ｌのみに基づいて左チャンネル用反射音信
号Ｌｒおよび左チャンネル用キャンセル信号Ｌｃを生成
し、右方定位反射音生成回路１２８が右チャンネル信号
Ｒのみに基づいて右チャンネル用反射音信号Ｒｒおよび
右チャンネル用キャンセル信号Ｒｃを生成したものであ
る。前記図１の実施例と共通する部分には同一の符号を
用いる。図８の構成によれば、前記図１の実施例のよう
にＬ＋Ｒに基づいて反射音信号、キャンセル信号を作成
する場合に比べてより拡がり感が得られる。なお、ロー
パスフィルタ１７０，１７２は、ローパスフィルタ１２
２と同一特性に設定される。また、係数器１７４，１７
６のゲインはそれぞれ適当な値に設定される。

【００３９】なお、実施例１，２において、左方定位反
射音生成回路１２６、右方定位反射音生成回路１２８
は、それぞれ図９に示すように構成を簡略化することが
できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、反射音信号のクロストークをキャンセルす
るキャンセル信号の遅延時間を、各反射音ごとに設定さ
れた様々な受聴位置で当該反射音信号のスピーカ外定位
が得られる遅延時間に設定したので、受聴位置を移動す
ると一部の反射音についてはクロストークキャンセル効
果が薄らいでスピーカの外側に定位しなくなるが、逆に
他の一部の反射音についてはクロストークキャンセル効
果が増強されてスピーカ外定位が得られるようになる。
ホール等の反射音をシミュレートする場合、聴覚的には
反射音を１本１本個別に判別しているわけではなく、反
射音の集合としてマクロ的に捉えているため、反射音１
本１本の定位位置はそれほど重要ではないと考えられ
る。すなわち、個人の耳の特性や受聴位置が変化するこ
とによって個々の反射音の定位位置が変わっても、反射
音の一部についてスピーカ外定位が得られれば、反射音
シミュレーションにおいては拡がり感が得られることに
なり、結果として受聴範囲（スピーカ外定位による拡が
り感が得られる空間的範囲）が拡大され、また個人の耳
の特性差の影響が緩和されることになる。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、さらにキャ
ンセル信号の乗算係数を、各反射音ごとに設定された様
々な受聴位置で当該反射音信号のスピーカ外定位がより
明確に得られる乗算係数に設定したので、反射音のスピ
ーカ外定位をより明確化することができる。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、前方用反射
音信号を別途生成して左右のスピーカで再生するように
したので、左右のスピーカでリスナの前方から左右にか
けて広い範囲で反射音を様々な位置に定位させることが
できる。

【００４３】なお、左チャンネル用反射音信号、右チャ
ンネル用反射音信号、前方用反射音信号は、例えば左右
２チャンネル入力信号の合成信号（加算信号、減算信号
等）からそれぞれ作ることができる。あるいは、左チャ
ンネル用反射音信号は左チャンネル入力信号のみから作
成し、右チャンネル用反射音信号は右チャンネル入力信
号のみから作成することもでき、そのようにすればより
拡がり感が得られる。また、前方用反射音信号は、例え
ば左右で同じ遅延時間とし反射音信号ごとに左右のレベ
ルバランスを様々に設定することにより、左右のスピー
カ間の任意の位置に定位させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】従来の４チャンネル音場処理システムの一例
を示すブロック図である。

【図３】図２のシステムから前方定位反射音生成構成
を取り出した従来の２チャンネル音場処理システムを示
すブロック図である。

【図４】クロストークキャンセルによる従来のスピー
カ外定位方式を示すブロック図である。

【図５】図２の２チャンネル音場処理システムに図４
のスピーカ外定位方式を組み合わせて反射音をスピーカ
外定位させるようにした構成を示すブロック図である。

【図６】この発明の原理説明図である。

【図７】この発明の原理説明図である。

【図８】この発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図９】左方定位反射音生成回路および右方定位反射
音生成回路の他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１ステレオ音場拡大装置１４左チャンネル用スピーカ１５右チャンネル用スピーカ２６前方定位反射音生成回路（前方用反射音信号生成
手段）１２６左方定位反射音生成回路（左チャンネル反射音
信号生成手段、左チャンネルキャンセル信号生成手段）１２８右方定位反射音生成回路（右チャンネル反射音
信号生成手段、右チャンネルキャンセル信号生成手段）ＦＬ１前方用反射音信号（左チャンネル用）ＦＲ１前方用反射音信号（右チャンネル用）Ｌｒ左チャンネル用反射音信号Ｌｃ左チャンネル用キャンセル信号Ｒｒ右チャンネル用反射音信号Ｒｃ右チャンネル用キャンセル信号

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される楽音信号の遅延時間およびレベ
ルが異なる複数本の左チャンネル用反射音信号を生成す
る左チャンネル反射音信号生成手段と、入力される楽音信号の遅延時間およびレベルが異なる複
数本の右チャンネル用反射音信号を生成する右チャンネ
ル反射音信号生成手段と、前記複数本の左チャンネル用反射音信号を当該各反射音
信号ごとに設定された様々な受聴位置で当該反射音信号
のスピーカ外定位が得られる遅延時間でそれぞれ遅延し
かつ位相を反転した左チャンネル用キャンセル信号を生
成する左チャンネルキャンセル信号生成手段と、前記複数本の右チャンネル用反射音信号を当該各反射音
信号ごとに設定された様々な受聴位置で当該反射音信号
のスピーカ外定位が得られる遅延時間でそれぞれ遅延し
かつ位相を反転した右チャンネル用キャンセル信号を生
成する右チャンネルキャンセル信号生成手段と、前記左チャンネル用反射音信号と前記右チャンネル用キ
ャンセル信号を再生する受聴位置の前方左側に配置され
た左チャンネル用スピーカと、前記右チャンネル用反射音信号と前記左チャンネル用キ
ャンセル信号を再生する受聴位置の前方右側に配置され
た右チャンネル用スピーカとを具備してなるステレオ音
場拡大装置。
【請求項２】前記左チャンネル用キャンセル信号が、さ
らに、前記複数本の左チャンネル用反射音信号を当該各
反射音信号ごとに設定された前記各受聴位置で当該反射
音信号のスピーカ外定位がより明確に得られる乗算係数
で減衰した信号であり、前記右チャンネルキャンセル信号が、さらに、前記複数
本の右チャンネル用反射音信号を当該各反射音信号ごと
に設定された前記各受聴位置で当該反射音信号のスピー
カ外定位がより明確に得られる乗算係数で減衰した信号
である請求項１記載のステレオ音場拡大装置。
【請求項３】入力される楽音信号の遅延時間およびレベ
ルが異なる複数本の前方用反射音信号を生成する前方用
反射音信号生成手段をさらに具備してなり、この前方用
反射音信号を前記左チャンネル用スピーカおよび前記右
チャンネル用スピーカから再生してなる請求項１または
２記載のステレオ音場拡大装置。