JP2966176B2 - 音場信号再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＡＶ（オ−ディオ・ビ
ジュアル）機器において、臨場感のある音響再生を行う
音場信号再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像・音響分野においてはＶＴＲ
の普及により映画を家庭で楽しむために大画面及び臨場
感のある音響再生が望まれ、これに対応するハ−ドウエ
アの開発が望まれている。

【０００３】特にＶＴＲの映画ソフトの音響では、映画
館で行われているように、側方または後方（あるいはこ
れらを組み合わせたもの）にスピ−カを配置して再生を
行うドルビ−・サラウンド方式が普及している。

【０００４】また、現在開発が行われているハイビジョ
ンの音響再生方式は、前方3ch 、後方1ch の3-1 方式4
チャンネル・ステレオ再生が採用される公算が大きい。

【０００５】図７は、従来の臨場感のある音響再生を行
う音場信号再生装置のブロック図である。

【０００６】図７において、視聴者８から見てＬｃｈか
ら再生されるべき信号ＭL(t)２には、スピーカ４が接続
され、視聴者８から見てＲｃｈから再生されるべき信号
ＭR(t)３には、スピーカ６が接続されている。それら２
つの信号は、更にある比率で加算する加算器７で加算さ
れ、視聴者８の前方中央に配置されたスピーカ５に出力
される。

【０００７】又、ＭL(t)２及びＭR(t)３の２つの信号
は、それら２つの信号を処理することにより、後方から
再生されるべきサラウンド信号（入力された信号が通常
の部屋に於いてスピーカから放射された場合に生じる残
響音や反射音を指す）と呼ばれる残響音や反射音等の信
号Ｓ(t)（t は連続的な時間を表し、信号が時間関数で
あることを示している、以下同様）を作成するサラウン
ド信号作成回路１に入力され、その出力のサラウンド信
号Ｓ(t)は、視聴者の左右後方に配置された２つのスピ
ーカ９，１０に入力される（信号ＭL(t)２とＭR(t)３
は、通常ステレオ信号と呼ばれるものを指している。ま
た先に述べたサラウンド信号Ｓ(t) に対してこれらをメ
イン信号とも呼ぶ）。

【０００８】以上のように構成された音場信号再生装置
の動作を図を用いて説明する。

【０００９】まず、図７の構成において、通常ＶＴＲ等
から再生される２ｃｈ信号ＭL(t)２及びＭR(t)３がサラ
ウンド信号作成回路１に入力され、それら信号に減算や
加算等の演算を行うことにより残響または反射音等のサ
ラウンド信号Ｓ(t) が作成される。メイン信号ＭL(t)２
及びＭR(t)３は、それぞれスピーカ４，６から再生さ
れ、サラウンド信号Ｓ(t) がスピ−カ９，１０から再生
される。また、メイン信号ＭL(t)２及びＭR(t)３は加算
器７によりある比率で加算され、その加算された信号は
スピ−カ５から再生される。

【００１０】また、サラウンド信号作成回路１の代わり
にドルビ−・サラウンド・プロセッサなどと呼ばれるデ
コ−ダを使用することによりドルビ−・サラウンド用に
エンコ−ドして２ｃｈに記録された映画等の音響信号か
ら、画面に最適に作成された後方から再生されるサラウ
ンド信号Ｓ(t)と前方センタ−から再生される信号が得
られ、サラウンド信号Ｓ(t)はスピ−カ９，１０から、
センタ−信号はスピ−カ５から再生される場合もある。
サラウンド信号Ｓ(t)は、例えば画面に写し出された部
屋の周囲の音（音声の反射音や、残響音）や、視聴者が
その画面中にいるとした場合の視聴者の後方で鳴るべき
音として付加される。

【００１１】以上のように、通常前方２個のスピ−カを
使用した２ｃｈステレオ再生方式と比較し、これまでは
前方から聞こえていた音や聞こえなかった音が後方から
サラウンド音が付加されることにより、臨場感のある音
響再生が可能となる。また、このシステムでは前方にセ
ンタ−・スピ−カを配置し、メイン信号であるＭL(t)と
ＭR(t)を適当なレベルで加算して再生することにより、
前方の音像の定位を明確にしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、サラウンド信号Ｓ(t)を再生するため
に後方等の音再生手段であるスピ−カが必要であり、ま
たこのスピ−カを置くスペ−スが必要であるという課題
があった。

【００１３】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、後方等の音再生手段を用いずに、複数の聴者の前方
から再生した音を、その聴者らの側方又は後方からの音
として聞くことができるサービスエリアの広い音場信号
再生装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、一つの音信号
を入力する入力手段と、その入力された音信号を複数の
音信号に分割する分割手段と、その分割された音信号を
それぞれ入力し、聴者に対して、側方又は後方からの音
として聞こえるように、分割された音信号の振幅及び遅
延時間をそれぞれ調整する複数の調整手段と、それら調
整手段のそれぞれに接続され、音信号をそれぞれの所定
時間で遅延させる複数の遅延手段と、聴者の前方で音を
再生する少なくとも２つの音再生手段と、遅延手段のそ
れぞれの出力信号について、音再生手段毎に加算し、そ
の加算された信号を音再生手段に出力する加算手段とを
備えた音場信号再生装置である。

【００１５】

【作用】本発明は、入力手段が、一つの音信号を入力
し、分割手段が、入力された音信号を複数の音信号に分
割し、調整手段が、聴者に対して、側方又は後方からの
音として聞こえるように、分割された音信号の振幅及び
遅延時間をそれぞれ調整し、遅延手段が、調整された音
信号をそれぞれの所定時間で遅延させ、加算手段が、遅
延手段のそれぞれの出力信号を音再生手段毎に加算し、
音再生手段が、加算された信号を音に再生する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１７】図１は、本発明の第１の実施例における音
場信号再生装置のブロック図である。すなわち、中央の
視聴者８の左側に第２の視聴者8-1が位置し、視聴者８
の右側に第３の視聴者8-2が位置しているとする。視聴
者８から見てＬｃｈから再生されるべき信号ＭL(t)２及
び、視聴者８から見てＲｃｈから再生されるべき信号Ｍ
R(t)３の２つの信号は、それら２つの信号を処理するこ
とにより、後方から再生されるべき残響音や反射音等の
サラウンド信号Ｓ(t) を作成するサラウンド信号作成回
路１に入力される。サラウンド信号作成回路１には、ア
ナログ信号のサラウンド信号Ｓ(t)をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ21が接続され（Ａ／Ｄコンバ
ータ21の入力端子が入力手段を構成する）、Ａ／Ｄコン
バータ21の出力は２つの信号に分割され、それら信号が
更にそれぞれ４つの信号に分割される（この分岐回路が
分割手段を構成する）。それら分割された信号は、視聴
者８に対して、左側方または左後方に音が定位するよう
に、視聴者８の頭部伝達関数を時間領域でディジタル処
理を行い実現する調整手段であるＦＩＲフィルタ11,1
4、第２の視聴者8-1 に対して、左側方または左後方に
音が定位するよう第２の視聴者8-1 の頭部伝達関数を時
間領域でディジタル処理を行い実現するＦＩＲフィルタ
11-1,14-1、視聴者８に対して、右側方または右後方に
音を定位させるためのＦＩＲフィルタ12,13及び、第３
の視聴者8-2 に対して、右側方または右後方に音を定位
させるためのＦＩＲフィルタ12-1,13-1に入力される。
それら調整手段であるＦＩＲフィルタ11,12,13,14,11-
1,12-1,13-1,14-1の出力は、例えばＤＲＡＭなどを使用
した循環メモリで構成され、入力されたディジタル信号
をある時間だけ遅延させる遅延手段である遅延器15,16,
17,18,15-1,16-1,17-1,18-1に接続されている。ここで
ＦＩＲフィルタ11,12,13,14のｈL(n)、ｈR(n)は視聴者
８に対して前方のスピ−カを用いた場合に、音が左（又
は右）の側方または後方に定位するようにする頭部伝達
関数を時間領域で表したインパルス応答、ＦＩＲフィル
タ11-1,12-1,13-1,14-1のｈ1L(n)、ｈ1R(n)はｈL(n)、
ｈR(n)と同様に第２の視聴者8-1 の左（又は第３の視聴
者8-2の右）の側方または後方に対応するインパルス応
答を示し、遅延器15,16,17,18,15-1,16-1,17-1,18-1の
τ1,τ2,τ6,τ7 は、それぞれの遅延器の遅延時間を示
している。

【００１８】また、遅延器15,16,17,18,15-1,16-1,17-
1,18-1の出力は、ディジタル信号をアナログ信号に変換
するＤ／Ａコンバータ22,23,24,25,22-1,23-1,24-1,25-
1にそれぞれ接続され、Ｄ／Ａコンバータ22,23,22-1,23
-1の出力及びメイン信号ＭL(t)２は、複数の入力信号を
任意の割合で加算する加算器19に接続され、Ｄ／Ａコン
バータ24,25,24-1,25-1の出力及びメイン信号ＭR(t)３
は、加算器19と同様の加算器20に接続されている。加算
手段であるそれら加算器19,20の出力は、視聴者８，8-
1,8-2の前方に配置された音再生手段であるスピーカ
４，６にそれぞれ接続されている。

【００１９】次に、前方に置かれたスピ−カ４，６を用
いて視聴者８の左側方に音を定位させる方法について図
２を用いて説明を行う。

【００２０】図２において1-1 は、サラウンド信号Ｓ
(t) を独立に発生させる発信器、ｈ1(t)はスピ−カ４と
視聴者８の左耳の位置（正確にはスピーカ４にインパル
スを入力した時の鼓膜の位置での応答であるが、測定を
行う場合は耳道入口の位置で行う、以下同様）における
頭部伝達関数（以下、時間領域での説明を行うためイン
パルス応答と呼ぶ。但し、周波数領域で考えても同様の
結果が得られる）、ｈ2(t)は、スピ−カ４と視聴者８の
右耳の位置におけるインパルス応答、ｈ3(t)は、スピ−
カ６と視聴者８の左耳の位置におけるインパルス応答、
ｈ4(t)は、スピ−カ６と視聴者８の右耳の位置における
インパルス応答、26は視聴者の左後方に配置されたスピ
−カ、ｈ5(t)は、スピ−カ26と視聴者８の左耳の位置に
おけるインパルス応答、ｈ6(t)は、スピ−カ26と視聴者
８の右耳の位置におけるインパルス応答である。図１と
同様の機能のものについては、同じ符号で示している。

【００２１】このような構成において、まず、信号Ｓ
(t) をスピ−カ26から放射した場合、視聴者８の耳に到
達する音は、左耳Ｌ(t) では Ｌ(t) ＝Ｓ(t)＊ｈ5(t) ・・・（１） 右耳Ｒ(t) では Ｒ(t) ＝Ｓ(t)＊ｈ6(t) ・・・（２） （但し、＊は畳込み演算を表している。）と表される
（実際は、スピ−カ自信の伝達関数などが掛け合わされ
ることとなるが、これは無視することとする、またスピ
−カ等の伝達関数がｈ5(t)、ｈ6(t)に含まれていると考
えても良い）。

【００２２】また、インパルス応答及び信号Ｓ(t) を時
間が離散的なディジタル信号として考え、それぞれ Ｌ(t) → Ｌ(n) Ｒ(t) → Ｒ(n) ｈ5(t) → ｈ5(n) ｈ6(t) → ｈ6(n) Ｓ(t) → Ｓ(n) （ｎは実際はｎＴで、Ｔはサンプリング時間を表すが一
般的にＴを省略して表記する。また、ｎは０以上の整数
である。）と表すと、式(1)、式(2)は次のようになる。

【００２３】

【数１】

【００２４】

【数２】

【００２５】ここでＮは、インパルス応答ｈ5(n)、ｈ6
(n)の長さである。

【００２６】また、同様に信号Ｓ(t) をスピ−カ４、６
から放射した場合、視聴者８に到達する音は、左耳Ｌ’
(t) では Ｌ’(t) ＝Ｓ(t)＊ｈL(t)＊ｈ1(t) ＋Ｓ(t)＊ｈR(t)＊ｈ3(t) ・・・（３） 右耳Ｒ’(t) では Ｒ’(t) ＝Ｓ(t)＊ｈL(t)＊ｈ2(t) ＋Ｓ(t)＊ｈR(t)＊ｈ4 (t) ・・・（４） と表され、同様にディジタル信号と考えると Ｌ’(n) ＝Ｓ(n) ＊ｈL(n)＊ｈ1(n) ＋Ｓ(n) ＊ｈR(n)＊ｈ3(n) ・・・（５） Ｒ’(n) ＝Ｓ(n) ＊ｈL(n)＊ｈ2(n) ＋Ｓ(n) ＊ｈR(n)＊ｈ4(n) ・・・（６） となる。

【００２７】ここで頭部伝達関数が等しければ音が同方
向から聞こえるということを前提にする（音の聞こえて
来る方向の判断は、左耳及び右耳に到達する音の振幅の
差及び時間差などにより行われるので、この前提は一般
的に正しい）と、 Ｌ(n) ＝Ｌ’(n) ・・・（７）より ｈ5(n) ＝ｈL(n)＊ｈ1(n) ＋ｈR(n)＊ｈ3(n) ・・・（８） Ｒ(n) ＝Ｒ’(n) ・・・（９）より ｈ6(n) ＝ｈL(n)＊ｈ2(n) ＋ｈR(n)＊ｈ4(n) ・・・（１０） となるように、ｈL(n)，ｈR(n)を決定すれば良い。例え
ば、式(8)、式(10)を周波数領域の表現で書き直すと、
畳込み演算が乗算に代わり、後はそれぞれのインパルス
応答をＦＦＴして伝達関数にしたものになる。ＦＩＲフ
ィルタ11,14の伝達関数２つ以外は測定により得られる
ことからＦＩＲフィルタ11,14の伝達関数をこの２つの
式(8)、式(10)から求めることができる。このようにし
て決定されたｈL(n)，ｈR(n)を用い、信号Ｓ(n) とスピ
−カ４から出力される信号にはｈL(n) と、スピ−カ６
から出力される信号にはｈR(n)とを畳み込み、放射する
ことにより視聴者８は実際に後方のスピ−カ26を鳴らさ
なくても、後方から音が鳴っていると感じさせることが
可能となる。

【００２８】ここで実際に畳込み演算を行うのはＦＩＲ
フィルタ11,14である。このＦＩＲフィルタ11,14の基本
的な構成を図３に示す。図３において、信号を入力する
入力端子27に、信号をτ時間だけ遅延させる遅延素子28
が直列に接続され、それら遅延素子28の両端には、タッ
プ係数と呼ばれるものと入力信号の乗算を行う乗算器29
が接続されている。それら乗算器29の他端は、複数の入
力信号を加算する加算器30に接続され、その加算器30に
は加算された信号を出力する出力端子31が接続されてい
る。乗算器30のｈ(n) （ｎ：０〜Ｎ−１）はタップ係数
として設定されたある特性を持つインパルス応答であ
る。通常このようなＦＩＲフィルタは乗加算を高速に行
うＤＳＰや専用ＬＳＩが用いられる。乗算器29には図の
ようにインパルス応答ｈ(n)がタップ係数として設定さ
れ、遅延素子28にはアナログ信号をディジタル信号に変
換する際のサンプリング周波数に対応する遅延時間が設
定され、入力される信号に対してそれぞれ乗加算と遅延
を繰り返すことにより（数１）、（数２）で示したよう
な畳込み演算を実行する。従って、このＦＩＲフィルタ
に信号を入力することにより、インパルス応答h(n)の特
性が入力信号に畳み込まれ、出力されることなる。以上
は、ディジタル信号の場合であるので、実際はこのＦＩ
Ｒフィルタの前にアナログ信号をディジタル信号に変換
するＡ／Ｄコンバ−タ及び後ろにディジタル信号をアナ
ログ信号に変換するＤ／Ａコンバ−タが必要である（図
２では省略している）。

【００２９】次に図１を用いて本実施例についてその動
作を説明する。

【００３０】通常ＶＴＲ等から再生される２ｃｈ信号Ｍ
L(t)２、ＭR(t)３がサラウンド信号作成回路１に入力さ
れ、それら信号に差や和等の演算を行うことにより残響
または反射音等のサラウンド信号Ｓ(t)が作成され、Ａ
／Ｄコンバ−タ21によりこのサラウンド信号Ｓ(t) がデ
ィジタル信号Ｓ(n)に変換される。このＳ(n)を上述した
ように、視聴者８の左側方または左後方に音を定位させ
るインパルス応答ｈL(n)，ｈR(n)をタップ係数として持
つＦＩＲフィルタ11,14及び第２の視聴者8-1の左側方ま
たは左後方に音を定位させるインパルス応答ｈ1L(n)，
ｈ1R(n)をタップ係数として持つＦＩＲフィルタ11-1,14
-1に入力し、畳込み演算を行う。

【００３１】同様に、ＦＩＲフィルタ12,13,12-1,13-1
にタップ係数として設定されているインパルス応答は、
実際は視聴者８及び第２の試聴者8-1 の左側方または左
後方に定位するように求められた左用インパルス応答ｈ
L(n)及びｈ1L(n) と右用インパルス応答ｈR(n)及びｈ1R
(n) を逆にしたものである。このように左側方（または
後方）のデータを逆に設定することにより視聴者８に対
しては右側に音を定位させることが、また第３の視聴者
8-2 の右側に定位させることが可能である。また、ここ
ではこのように右側に定位させるためのインパルス応答
を左側のデ−タを逆にして設定する方法を示したが、実
際に右側に音を定位させるようなインパルス応答を用い
て設定しても良い。

【００３２】このようにして、それぞれの視聴者８、第
２の視聴者8-1 、第３の視聴者8-2の左側及び右側に音
が定位するよう処理を行ったあと、遅延器15〜18,15-1,
16-1,17-1,18-1により左側、右側それぞれ異なる遅延時
間で音が視聴者８，8-1,8-2に到達するように信号の遅
延を行う。このように、それぞれの信号に時間差を与え
ることにより信号を分離することができ、側方または後
方の定位感（ここでいう定位感とは側方または後方で鳴
っているという漠然とした感覚を指し、通常使われてい
るような明確な音像の定位を指してはいない、以下同
様）を明確にすることが可能となる。例えば通常サラウ
ンド信号はモノラル信号であるので、逆に左右同時に音
を提示した場合、音像がその中間に定位してしまう。そ
れを回避するために、この遅延器15〜18,15-1,16-1,17-
1,18-1が必要である。また、第２、第３の試聴者8-1,8-
2に対してサラウンド信号を分離する為にも必要であ
る。（左右の遅延時間の差は約１０ｍｓｅｃ程度が良
い。また、メイン信号ＭL(t)，ＭR(t)とサラウンド信号
の遅延差は約２０ｍｓｅｃ程度が良い。）遅延器15〜1
8,15-1,16-1,17-1,18-1の出力信号はＤ／Ａコンバ−タ2
2〜25,22-1,23-1,24-1,25-1に入力されて、ディジタル
信号からアナログ信号に変換され、それぞれメイン信号
ＭL(t)２，ＭR(t)３とともに加算器19,20に入力されて
加算され、スピ−カ４，６から放射される。加算器19,2
0におけるメイン信号ＭL(t)２，ＭR(t)３とＤ／Ａコン
バ−タ22〜25,22-1,23-1,24-1,25-1の出力信号の加算の
割合を変化させることにより、臨場感と自然さまたは視
聴者の好みの調整が可能となる。特に視聴者８を第２、
第３の視聴者8-1、8-2 より優先するために、例えばＤ／
Ａコンバ−タ22-1,23-1,24-1,25-1の出力信号を他のＤ
／Ａコンバ−タ22〜25の出力信号よりも小さな割合で加
算することにより、視聴者８に対する音響効果の劣化を
少なくすることが可能となる。つまり、実際は視聴者８
に対して左側方または右側方等に定位させた信号は、第
２の視聴者8-1及び第３の視聴者8-2にとっては前方に定
位する信号となり、同様に第２、第３の視聴者にとって
左側方または右側方等に定位する音は、視聴者８にとっ
て前方に定位する音となるためである。これは、先に述
べたように遅延器15〜18,15-1,16-1,17-1,18-1によって
回避される。

【００３３】このように、位置が異なる複数の視聴者
８，8-1,8-2に対して、側方または後方からの音として
聞こえるようにサラウンド信号を処理し、更に左右から
出力されるサラウンド信号Ｓ(t)に時間差を設けること
により、前方スピ−カ４，６のみで、サラウンド信号を
側方または後方からの音として再生可能であり、メイン
信号との組合せで、より臨場感があり又複数の視聴者に
対してその効果があるサ−ビスエリアの広い音響再生が
可能となる。

【００３４】なお、上記実施例では、音信号であるサラ
ウンド信号を８つに分割して、８つの調整手段及び８つ
の遅延手段を用いて処理したが、これに限らず、音信号
の分割、調整手段及び遅延手段の個数は４つ以上であれ
ば幾つであってもよい。

【００３５】また、上記実施例では、音再生手段を２つ
としたが、これに限らず、３つ以上であってもよい。

【００３６】図４は本発明の第２の実施例における音場
信号再生装置のブロック図である。

【００３７】図４において、第１の実施例と同様に複数
の視聴者８，8-1,8-2の前方にスピーカ４，６が配置さ
れ、メイン信号ＭL(t)２及びＭR(t)３の２つの信号は、
サラウンド信号作成回路１に入力され、サラウンド信号
作成回路１には、Ａ／Ｄコンバータ21が接続されている
（Ａ／Ｄコンバータ21の入力端子が入力手段を構成す
る）。

【００３８】Ａ／Ｄコンバータ21の出力は、信号Ｓ(n)
を遅延させる入力遅延手段である遅延器41に入力され、
遅延器41の出力は４つの信号に分割される（この分岐回
路が分割手段を構成する）。それら分割された信号は、
視聴者８に対して、左側方または左後方に音が定位する
ように、信号を処理するＦＩＲフィルタ11,14及び、第
２の視聴者8-1 に対して、左側方または左後方に音が定
位するように、信号を処理するＦＩＲフィルタ11-1,14-
1にそれぞれ入力され、それらＦＩＲフィルタ11,14,11-
1,14-1の出力は、それぞれ２つの信号に分割される。分
割された一方の信号は、それぞれＤ／Ａコンバータ22,2
5,22-1,25-1に入力され、分割された他方の信号は、そ
れぞれ遅延手段である遅延器32,33,32-1,33-1に入力さ
れ、遅延器32,33,32-1,33-1の出力は、Ｄ／Ａコンバー
タ23,24,23-1,24-1に入力されている。 Ｄ／Ａコンバ
ータ22,24,22-1,24-1の出力及びメイン信号ＭL(t)２
は、加算器19に入力され、その出力はスピーカ４に接続
され、又Ｄ／Ａコンバータ23,25,23-1,25-1の出力及び
メイン信号ＭR(t)３は、加算器20に接続され、その出力
はスピーカ６に接続されている。

【００３９】ここでＦＩＲフィルタ11,14のｈL(n)、ｈR
(n)及びＦＩＲフィルタ11-1,14-1のｈ1L(n)、ｈ1R(n)第
１の実施例と同様に、視聴者８及び第２の視聴者8-1に
対するインパルス応答を示し、遅延器41のτ3及び遅延
器32,33,32-1,33-1のτ4,τ5はその遅延時間を示してい
る。

【００４０】以下、図４を用いて本実施例についてその
動作を説明する。

【００４１】まず、サラウンド信号Ｓ(t) はＡ／Ｄコン
バ−タ21に入力されて、ディジタル信号Ｓ(n) に変換さ
れ、遅延器41に入力される。遅延器41では信号Ｓ(n)を
メイン信号ＭL(t)２，ＭR(t)３に対して例えば約２０ｍ
ｓｅｃ遅らせる。遅延器41の出力信号は、４つに分岐さ
れ、それぞれ視聴者８の左側方または左後方に音を定位
させるインパルス応答hL(n),hR(n)を持つＦＩＲフィル
タ11,14及び、第２の視聴者8-1の左側方または左後方に
音を定位させるインパルス応答h1L(n),h1R(n)を持つＦ
ＩＲフィルタ11-1、14-1に入力する。

【００４２】次にＦＩＲフィルタ11,14,11-1,14-1で処
理された信号は、それぞれ２つに分岐され、ＦＩＲフィ
ルタ11,14の出力の一方の信号はそれぞれ遅延器32,33に
入力されてτ4時間だけ遅延され、又ＦＩＲフィルタ11-
1,14-1の出力の一方の信号はそれぞれ遅延器32-1,33-1
に入力されてτ5時間だけ遅延される。遅延器32,33,32-
1,33-1の出力信号及びＦＩＲフィルタ11,14,11-1,14-1
から出力された他方の信号は、それぞれＤ／Ａコンバ−
タ22〜25,22-1,23-124-1,25-1により、ディジタル信号
からアナログ信号へ変換される。

【００４３】Ｄ／Ａコンバ−タ22,24,22-1,24-1の出力
信号及びメイン信号ＭL(t)２は、加算器19で加算されて
スピ−カ４により再生され、Ｄ／Ａコンバ−タ23,25,23
-1,25-1の出力信号及びメイン信号ＭR(t)３は、加算器2
0で加算されてスピ−カ６により再生される。これによ
り、第１の実施例と同様にメイン信号は通常どおり前方
から再生され、それぞれの視聴者８、第２の視聴者8-
1、第３の視聴者8-2に対する左側方（または後方）と右
側方（または後方）に遅延時間が異なったサラウンド信
号が再生されることとなり、第１の実施例と同様の効果
が得られる。（但し、第２の視聴者8-1 に対しては左側
方のみ、第３の視聴者8-2 に対しては右側方のみとな
る。）以上は、左側と右側の音の位置が対称の場合であ
るが、このような構成をとることにより、ＦＩＲフィル
タの個数を減らすことができ、同じ効果を簡単な構成で
実現可能となる。

【００４４】なお、上記実施例では、音信号であるサラ
ウンド信号を４つに分割して、４つの調整手段及び４つ
の遅延手段を用いて処理したが、これに限らず、音信号
の分割、調整手段及び遅延手段の個数は４つ以上であれ
ば幾つであってもよい。

【００４５】また、上記実施例では、音再生手段を２つ
としたが、これに限らず、３つ以上であってもよい。

【００４６】図５は本発明の第３の実施例における音場
信号再生装置のブロック図である。

【００４７】図５において、第２の実施例と異なる点
は、遅延器41の代わりに、入力された１つの信号から２
つの位相が異なる信号（例えば逆位相の２つの信号を出
力する）を作成して出力する信号生成手段である位相変
換器51を用いた点であり、その他のものは図４と同じも
のである。

【００４８】以下、図５を用いて本実施例についてその
動作を説明する。

【００４９】まず、サラウンド信号Ｓ(t)はＡ／Ｄコン
バ−タ21に入力され、ディジタル信号Ｓ(n)に変換さ
れ、位相変換器51に入力される。位相変換器51では信号
Ｓ(n)に対して位相を相異なるように変換した信号を２
つ作成する。例えば先に述べたように−を掛けたものと
掛けない信号を出力する。それら出力信号の一方は、視
聴者８の左側方または左後方に音を定位させるインパル
ス応答hL(n),hR(n)を持つＦＩＲフィルタ11,14に入力さ
れ、他方は第２の視聴者8-1の左側方または左後方に音
を定位させるインパルス応答h1L(n),h1R(n)を持つＦＩ
Ｒフィルタ11-1,14-1に入力される。

【００５０】それ以後の動作は第２の実施例と同様であ
り、視聴者８、第２の視聴者8-1、第３の視聴者8-2に対
する左側方（または後方）と右側方（または後方）に位
相が異なったサラウンド信号が再生されることとなり、
第１、２の実施例と同様の効果が得られる。

【００５１】なお、上記実施例では、位相変換器51を使
用したが、これに限らず１つの信号から相関が異なる２
つの信号を作成するような変換器（例えば振幅及び遅延
時間の異なった反射音を付加して２つの信号を作成する
等）を用いれば同様の効果が得られる。

【００５２】また、上記実施例では、前方に配置するス
ピーカを２個としたが、３個以上のスピーカを使用し
て、側方または後方からの音として聞こえるように構成
しても良い。

【００５３】図６は、３個のスピーカを用い左後方から
音が来るようにする方法を説明する図である。図６にお
いて34はＦＩＲフィルタ、ｈC(t)はＦＩＲフィルタ34に
設定されているタップ係数（時間関数のインパルス応
答）、35は視聴者に対して中央に配置したスピーカ、ｈ
CL(t)、ｈCR(t)は中央に配置されたスピーカと視聴者の
左右の耳の間のインパルス応答で、その他、図１等と同
じ機能を有するものには同じ番号で示した。但し、ｈL
(t)、ｈR(t)は先に示した実施例とは異なる特性である
とする。

【００５４】図６の構成は、２個のスピーカで実施する
場合を説明した図２の構成のものに、ＦＩＲフィルタ34
と試聴者の中央に配置したスピーカ35を加えた形となっ
ている。この構成で、視聴者の前方に配置された３個の
スピーカを鳴らした場合、２個の場合と同様に 左耳では（ディジタル形式で表すと） Ｌ’(n) ＝Ｓ(n) ＊ｈL(n)＊ｈ1(n) ＋Ｓ(n) ＊ｈC(n)＊ｈCL(n) ＋Ｓ(n) ＊ｈR(n)＊ｈ3(n) ・・・（１１） 右耳では Ｒ’(n) ＝Ｓ(n) ＊ｈL(n)＊ｈ2(n) ＋Ｓ(n) ＊ｈC(n)＊ｈCR(n) ＋Ｓ(n) ＊ｈR(n)＊ｈ4 (n) ・・・（１２） と表され、 Ｌ(n) ＝Ｌ’(n) Ｒ(n) ＝Ｒ’(n) となるようにそれぞれのＦＩＲフィルタ11、34、14のタ
ップ係数ｈL(n)、ｈC(n)、ｈR(n)を決定すれば良い。こ
れの決定は、例えばマルチチャンネル適応制御アルゴリ
ズム等を使用して行う。このように３個のスピーカを使
用した場合、２個のスピーカの場合と比較してサービス
エリアの広い制御が可能となる。

【００５５】このような原理を用い、第１、第２、第３
の実施例と同様に、タップ係数がｈL(n)、ｈC(n)、ｈR
(n)のＦＩＲフィルタをもう１組用意して、ｈL(n)、ｈR
(n)、ｈC(n)及びｈ1L(n) 、ｈ1R(n) 、ｈ1C(n)（但し、
ｈ1L(n) 、ｈ1R(n) は先に示した実施例とは異なる特性
であり、ｈ1C(n)は第２の試聴者に対する中央のスピー
カから出力される信号に対応するインパルス応答であ
る）の組み合わせにより、前方に配置されたスピーカ
４、35、６を使用し、左右の側方または後方からの音と
して聞こえるようにすることができる。このように、セ
ンタースピーカを配置することにより、更にサービスエ
リアの点を向上させることが可能である。

【００５６】なお、使用するスピーカ及びＦＩＲフィル
タの個数を増加させることにより、サービスエリアの拡
大を図ることが可能となる。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、後方等の音再生手段を用いずに、聴者の前方か
ら再生した音を、その聴者の側方又は後方からの音とし
て聞くことができるという長所を有する。

【００５８】また、調整手段を少なくとも４つ備えてい
るので、複数の聴者に対応できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の音場信号再生装置にお
けるブロック図である。

【図２】同実施例の前方に配置されたスピーカにより側
方または後方に音を定位させる方法を説明する図であ
る。

【図３】同実施例に用いるＦＩＲフィルタを説明した図
である。

【図４】本発明の第２の実施例の音場信号再生装置にお
けるブロック図である。

【図５】本発明の第３の実施例の音場信号再生装置にお
けるブロック図である。

【図６】３個のスピーカを使用した場合の側方または後
方に音を定位させる方法を説明する図である。

【図７】従来の音場信号再生装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ サラウンド信号作成回路 ２ メイン信号ＭL(t) ３ メイン信号ＭR(t) ４ スピーカ（Ｌｃｈ） ６ スピーカ（Ｒｃｈ） ８ 視聴者 ８−１ 第２の視聴者 ８−２ 第３の視聴者 １１、１２、１３、１４、１１−１、１２−１、１３−
１、１４−１ ＦＩＲフィルタ １５〜１８、１５−１、１６−１、１７−１、１８−
１、３２、３３、３２−１、３３−１ 遅延器 １９、２０ 加算器 ２１ Ａ／Ｄコンバータ ２２、２３、２４、２５、２２−１、２３−１、２４−
１、２５−１ Ｄ／Ａコンバータ ４１ 遅延器 ５１ 位相変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 明久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−30700（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−14999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−64900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−27705（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−145100（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190500（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296498（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−100400（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04S 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの音信号を入力する入力手段と、そ
   の入力された音信号を複数の音信号に分割する分割手段
   と、その分割された音信号をそれぞれ入力し、聴者に対
   して、側方又は後方からの音として聞こえるように、前
   記分割された音信号の振幅及び遅延時間をそれぞれ調整
   する複数の調整手段と、それら調整手段のそれぞれに接
   続され、前記音信号をそれぞれの所定時間で遅延させる
   複数の遅延手段と、前記聴者の前方で音を再生する少な
   くとも２つの音再生手段と、前記遅延手段のそれぞれの
   出力信号について、前記音再生手段毎に加算し、その加
   算された信号を前記音再生手段に出力する加算手段とを
   備えたことを特徴とする音場信号再生装置。
2. 【請求項２】 一つの音信号を入力する入力手段と、そ
   の入力された音信号を所定時間遅延させる入力遅延手段
   と、その遅延された音信号を複数の音信号に分割する分
   割手段と、その分割された音信号をそれぞれ入力し、聴
   者に対して、側方又は後方からの音として聞こえるよう
   に、前記分割された音信号の振幅及び遅延時間をそれぞ
   れ調整する複数の調整手段と、それら調整手段のそれぞ
   れに接続され、前記音信号をそれぞれの所定時間で遅延
   させる複数の遅延手段と、前記聴者の前方で音を再生す
   る少なくとも２つの音再生手段と、前記遅延手段のそれ
   ぞれの出力信号について、前記音再生手段毎に加算し、
   その加算された信号を前記音再生手段に出力する加算手
   段とを備えたことを特徴とする音場信号再生装置。
3. 【請求項３】 一つの音信号を入力する入力手段と、そ
   の入力された音信号から異なる２つの音信号を生成する
   信号生成手段と、その生成された音信号をそれぞれ少な
   くとも２つの音信号に分割する分割手段と、その分割さ
   れた音信号をそれぞれ入力し、聴者に対して、側方又は
   後方からの音として聞こえるように、前記分割された音
   信号の振幅及び遅延時間をそれぞれ調整する複数の調整
   手段と、それら調整手段のそれぞれに接続され、前記音
   信号をそれぞれの所定時間で遅延させる複数の遅延手段
   と、前記聴者の前方で音を再生する少なくとも２つの音
   再生手段と、前記遅延手段のそれぞれの出力信号につい
   て、前記音再生手段毎に加算し、その加算された信号を
   前記音再生手段に出力する加算手段とを備えたことを特
   徴とする音場信号再生装置。
4. 【請求項４】 調整手段は、人間の頭部伝達関数を時間
   関数であるインパルス応答をタップ係数として持つＦＩ
   Ｒフィルタで構成されていることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の音場信号再生装置。