JP4339420B2 - Audio playback device - Google Patents

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JP4339420B2
JP4339420B2 JP20892797A JP20892797A JP4339420B2 JP 4339420 B2 JP4339420 B2 JP 4339420B2 JP 20892797 A JP20892797 A JP 20892797A JP 20892797 A JP20892797 A JP 20892797A JP 4339420 B2 JP4339420 B2 JP 4339420B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多チャンネルオーディオ信号の再生機能を有するオーディオ再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、映画などの映像に伴うオーディオ信号は多チャンネル化され、リスナの左右前方および中央前方に置かれたスピーカと、リスナの左右後方あるいは両側に置かれたスピーカとによって再生されることを想定して記録されている。これによると、映像中の音源と、実際に聞こえてくる音像の位置とが一致し、さらに自然な広がりをもった音場が確立される。
【0003】
しかし、ヘッドホンを使用してこのような音声を鑑賞すると、音像は頭の中に定位し、映像の方向と音像の定位位置とが一致せず、極めて不自然な音像の定位となってしまう。さらに、各チャンネルのオーディオ信号の定位位置を分離独立して再生することはできない。もちろん、楽音などの多チャンネルの音声だけを鑑賞する場合も同様で、スピーカ再生の場合と異なり、音が頭の中から聞こえ、音像の定位位置が分離せず、極めて不自然な音場再生となってしまう。
【0004】
そこで、それぞれのスピーカからリスナの両耳までの伝達関数をあらかじめ測定あるいは計算し、これをデジタルフィルタなどのフィルタによりオーディオ信号に畳み込んだ後、ヘッドホンにより聴取するという方法が考えられている。この方法によれば、音像は頭外に定位するようになり、スピーカ再生の場合と同等の音場を再現することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような方法では、各スピーカからリスナの両耳までの伝達関数ごとのフィルタを用意する必要があるとともに、そのインパルスレスポンスの演算量が非常に多くなるので、装置が、大型で高価になってしまう。
【0006】
この発明は、このような点にかんがみ、ヘッドホンによりスピーカ再生の場合と同等の再生音場を実現するとともに、その構成を簡略化するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、
入力オーディオ信号が、リスナの左前方、右前方、左後方および右後方に配置された各スピーカにそれぞれ供給される4チャンネルのオーディオ信号であって、上記スピーカの再生音により所定の再生音場を形成するオーディオ信号であるとき、
この入力オーディオ信号を、第1の伝達関数にしたがって2チャンネルのオーディオ信号に変換する第1の信号処理回路と、
この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号を、さらに第2の伝達関数にしたがって変換する第2の信号処理回路と、
上記第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号を外部に出力する端子と
を有し、
上記第1の信号処理回路は、この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号がリスナの左前方および右前方に配置された2つのスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を上記2チャンネルのオーディオ信号に変換し、
上記第2の信号処理回路は、この第2の信号処理回路の出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上記2チャンネルのオーディオ信号が上記2つのスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記2チャンネルのオーディオ信号を上記出力オーディオ信号に変換し、
上記第2の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘッドホンに供給して上記チャンネルのオーディオ信号による再生音場を得る
ようにしたオーディオ再生装置
とするものである。
したがって、もとの4チャンネルのオーディオ信号が、スピーカによる4チャンネル再生の場合と同等な再生音場が得られる2チャンネルのオーディオ信号に変換され、その後、スピーカ再生の場合と同等な再生音場が得られるヘッドホン用のオーディオ信号に変換されてヘッドホンに供給される。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1において、符号10は、この発明によるオーディオ再生装置の一形態を示す。また、符号SLF、SRF、SLB、SRBは、4チャンネルのオーディオ信号であり、これら信号SLF、SRF、SLB、SRBは、リスナの左前方、右前方、左後方および右後方に配置されたスピーカにそれぞれ供給されたとき、4チャンネルステレオの再生音場を実現するものである。
【0009】
そして、これらのオーディオ信号SLF〜SRBが、入力端子11〜14を通じてA/Dコンバータ回路21〜24に供給されてA/D変換され、このA/D変換されたオーディオ信号SLF〜SRBが、例えばDSPにより構成された第1のデジタル処理回路3に供給される。このデジタル処理回路3の詳細については後述するが、これはオーディオ信号SLF〜SRBを、2つのスピーカで4チャンネルの音像定位が得られるオーディオ信号SL3、SR3に変換するものである。
【0010】
すなわち、デジタル処理回路3は、信号SL3、SR3がリスナの左前方および右前方に配置されたスピーカに供給されたとき、信号SLF、SRF、SLB、SRBがリスナの左前方、右前方、左後方および右後方に配置されたスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場を実現するように、信号SLF〜SRBを信号SL3、SR3に変換するものである(この時点では、オーディオ信号SLF〜SRBはデジタル信号であるが、記載が煩雑になるので、アナログ信号であるとみなして記載している。以下同様)。
【0011】
そして、このデジタル処理回路3からの信号SL3、SR3が、第2のデジタル処理回路4に供給される。このデジタル処理回路4も例えばDSPにより構成され、オーディオ信号SL3、SR3を、ヘッドホンで聴いたとき、頭外に音像定位が得られるオーディオ信号SL4、SR4に変換するものである。すなわち、デジタル処理回路4は、信号SL4、SR4がヘッドホンに供給されたとき、信号SL3、SR3がリスナの左前方および右前方に配置されたスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場を実現するように、信号SL3、SR3を信号SL4、SR4に変換するものである。
【0012】
そして、このオーディオ信号SL4、SR4がD/Aコンバータ回路5L、5Rに供給されてD/A変換され、このD/A変換されたオーディオ信号SL4、SR4が、ヘッドホンアンプ6L、6Rを通じてヘッドホン7の左および右の音響ユニット7L、7Rに供給される。
【0013】
このような構成によれば、ヘッドホン7に供給されるオーディオ信号SL4、SR4は、オーディオ信号SL3、SR3が、ヘッドホン7でもスピーカ再生の場合の音像定位が得られるように変換された信号である。そして、そのオーディオ信号SL3、SR3は、4チャンネルのオーディオ信号SLF〜SRBが、2つのスピーカでも4チャンネルの音像定位が得られるように変換された信号である。
【0014】
したがって、ヘッドホン7であっても、4チャンネルのオーディオ信号SLF〜SRBを4つのスピーカに供給してオーディオ再生を行った場合と同等の再生音場を実現することができる。
【0015】
次に、デジタル処理回路3が、スピーカによる再生音場のチャンネル数を変換する処理について説明する。なお、ここでは、デジタル処理回路3をディスクリートの回路により構成した場合である。
【0016】
今、図2に示すように、リスナLSNRの左前方および右前方に音源SL、SRを配置し、これら音源SL、SRにより、頭外の任意の位置に音源SXを等価的に再現する場合を考える。そして、
HLL:音源SLからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
HLR: 〃 右耳 〃
HRL:音源SRからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
HRR: 〃 右耳 〃
HXL:音源SXからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
HXR: 〃 右耳 〃
とすると、音源SL、SRは、
SL=(HXL×HRR−HXR×HRL)/(HLL×HRR−HLR×HRL)×SX
・・・ (1)
SR=(HXR×HLL−HXL×HLR)/(HLL×HRR−HLR×HRL)×SX
・・・ (2)
のように表すことができる。
【0017】
したがって、音源SXに対応する入力オーディオ信号SX を、(1) 式の伝達関数部分を実現するフィルタを通じて音源SLの位置に配置したスピーカに供給するとともに、信号SX を(2) 式の伝達関数部分を実現するフィルタを通じて音源SRの位置に配置したスピーカに供給すれば、音源SXの位置にオーディオ信号SX による音像を定位させることができる。
【0018】
そこで、デジタル処理回路3は、例えば図3に示すように、デジタルフィルタ31L〜34L、31R〜34Rと、加算回路35L、35Rとにより構成される。この場合、それぞれのデジタルフィルタは、例えば図4Aに示すように、遅延回路と、係数回路と、加算回路とによりFIR型に構成することができる。また、例えばフィルタ31Lと、31Rとは、図4Bに示すように、遅延回路を共用することができる。
【0019】
そして、A/Dコンバータ回路2A〜2Dからのオーディオ信号SLF〜SRBが、デジタルフィルタ31L〜34Lを通じて加算回路35Lに供給されるとともに、デジタルフィルタ31R〜34Rを通じて加算回路35Rに供給される。
【0020】
また、このとき、デジタルフィルタ31L〜34L、31R〜34Rの伝達関数が上述の考えにしたがって所定の値に設定され、オーディオ信号SLF〜SRBに対して、(1) 、(2) 式の伝達関数部分と同様の伝達関数を時間軸に変換したインパルス応答が畳み込まれる。
【0021】
したがって、加算回路35Lからはオーディオ信号SL3が出力され、加算回路35Rからはオーディオ信号SR3が出力される。つまり、加算回路35L、35Rからは、4チャンネルのオーディオ信号SLF〜SRBを4つのスピーカで再生したときの再生音場を、2つのスピーカで再現できるオーディオ信号SL3、SR3が取り出される。
【0022】
次に、デジタル処理回路4について、ディスクリート回路により構成した場合で説明する。
【0023】
今、図5に示すように、リスナLSNRの前方に音源SMを配置した場合に、
HML:音源SMからリスナLSNRの左耳に至る伝達関数
HMR: 〃 右耳 〃
とすると、デジタル処理回路4は、これら伝達関数HML、HMRを実現すればよいことになる。
【0024】
そこで、デジタル処理回路4は、例えば図6に示すように、デジタルフィルタ41L、42L、41R、42Rと、加算回路43L、43Rとにより構成される。なお、デジタルフィルタ41L〜42Rも、デジタルフィルタ31L〜34Rと同様、例えば図4に示すように構成することができる。
【0025】
そして、デジタル処理回路3からのオーディオ信号SL3、SR3が、デジタルフィルタ41L、42Lを通じて加算回路43Lに供給されるとともに、デジタルフィルタ41R、42Rを通じて加算回路43Rに供給される。また、このとき、デジタルフィルタ41L〜42Rの伝達関数が所定の値に設定され、オーディオ信号SL3、SR3に対して伝達関数を時間軸に変換したインパルス応答が畳み込まれる。
【0026】
したがって、加算回路43Lからはオーディオ信号SL4が出力され、加算回路43Rからはオーディオ信号SR4が出力される。つまり、加算回路43L、43Rからは、オーディオ信号SL3、SR3をスピーカで再生したときの再生音場を、ヘッドホン7により再現できるオーディオ信号SL4、SR4が取り出される。
【0027】
こうして、デジタル処理回路3により、4チャンネルのオーディオ信号SLF〜SRBが、2つのスピーカでも4つのスピーカの場合と同等の再生音場の得られるオーディオ信号SL3、SR3に変換され、この信号SL3、SR3が、さらに、デジタル処理回路4により、ヘッドホンでもスピーカの場合と同等の再生音場の得られるオーディオ信号SL4、SR4に変換される。したがって、オーディオ信号SL4、SR4がヘッドホン7に供給されるとき、4つのスピーカの場合と同等の再生音場が再現される。
【0028】
以上のようにして、上述のオーディオ再生装置10によれば、本来ならば4つのスピーカで再現される4チャンネルの再生音場をヘッドホン7により再現することができるが、この場合、一般に、デジタル処理回路3によりチャンネルを減らすための信号処理量は、デジタル処理回路4によりスピーカの再生音場をヘッドホンで実現するための信号処理量よりも、少なくすることができるので、上述のオーディオ装置によれば、すべての処理をまとめて行う場合に比べ、回路の規模を小さくすることができるとともに、コストを下げることができる。
【0029】
図7は、ヘッドホン7だけでなく、スピーカも使用できるようにした場合である。すなわち、入力端子11〜14からヘッドホン7までのオーディオ信号ラインが上述のように構成されるとともに、デジタル処理回路3からのオーディオ信号SL3、SR3がD/Aコンバータ回路50L、50Rに供給されてアナログのオーディオ信号SL3、SR3にD/A変換され、これらオーディオ信号SL3、SR3が、パワーアンプ60L、60Rを通じてスピーカ70L、70Rに供給される。なお、スピーカ70L、70Rは、リスナの左前方および右前方に配置される。
【0030】
したがって、ヘッドホン7により4つのスピーカの場合と同等の再生音場を得ることができるとともに、スピーカ70L、70Rによっても4つのスピーカの場合と同等の再生音場を得ることができる。
【0031】
しかも、その場合、デジタル処理回路3などを共通に使用でき、ヘッドホン7による再生のときと、スピーカ70L、70Rによる再生のときとで、デジタル処理回路3の特性を切り換える必要がない。例えばデジタル処理回路3をDSPで構成した場合、その処理内容やパラメータを変更する必要がない。
【0032】
図8は、オーディオ再生装置10を多チャンネルのデジタルオーディオ信号の信号源に接続できるようにした場合である。すなわち、図8において、符号100は、デジタルオーディオ信号源を示し、この例においては、信号源100はDVDプレーヤである。そして、このDVDプレーヤ100からは、例えばドルビーデジタル(AC3)におけるいわゆる5.1 チャンネルのデジタルオーディオ信号SDAが取り出される。
【0033】
このデジタルオーディオ信号SDAは、左前方、中央前方、右前方、左後方、右後方および120Hz 以下の低域の6チャンネルのデジタルオーディオ信号SLF、SCF、SRF、SLB、SRB、SLOW が、1つのシリアルデータにエンコードされた信号である。また、一般には、この信号SDAが、専用アダプタに供給されてもとの6チャンネルのオーディオ信号SLF〜SLOW にデコードおよびD/A変換され、その信号SLF〜SLOW がそれぞれのスピーカに供給されて再生音場が形成される。
【0034】
そして、そのような信号SDAが、プレーヤ100から同軸ケーブル101を通じてオーディオ再生装置10のデコーダ回路2に供給されてそれぞれのオーディオ信号SLF〜SLOW にデコードないし分離され、これらオーディオ信号SLF〜SLOW がデジタル処理回路3に供給され、これら信号SLF〜SLOW が、リスナの左前方、中央前方、右前方、左後方、右後方にそれぞれ配置されたスピーカおよび低域用のスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場を、2つのスピーカにより再現する2チャンネルのオーディオ信号SL3、SR3に変換される。
【0035】
そして、このオーディオ信号SL3、SR3がデジタル処理回路4に供給されてヘッドホン用のオーディオ信号SL4、SR4に変換され、その後、D/Aコンバータ回路5L、5Rおよびアンプ6L、6Rを通じてヘッドホン7に供給される。
【0036】
したがって、このオーディオ装置10によれば、6チャンネルのオーディオ信号SLF〜SLOW を6つのスピーカに供給したときに得られる再生音場と同等の再生音場を、ヘッドホン7により再現することができる。
【0037】
そして、その場合、DVDプレーヤ1とオーディオ再生装置10との接続は、ケーブル101の1本だけでよく、接続が簡単である。また、DVDプレーヤ100により再生されたデジタルオーディオ信号SDAを、アナログオーディオ信号にD/A変換しないで、そのままオーディオ再生装置10に供給して音場再生を実現しているので、音質の劣化を回避することができる。
【0038】
なお、このオーディオ再生装置10においても、図7のオーディオ再生装置と同様、デジタル処理回路3から出力されるオーディオ信号SL3、SR3をD/A変換およびパワー増幅してからリスナの左前方および右前方にそれぞれ配置したスピーカに供給すれば、2つのスピーカによっても、6つのスピーカによる再生音場と同等の再生音場を実現することができる。
【0039】
ところで、例えば図9に示すように、リスナLSNRの左前方および右前方に音源SL、SRを配置して頭外の任意の位置に音像を定位させた場合、リスナLSNRが頭の向きを変えれば、その向きにしたがって、伝達関数HLL、HLR、HRL、HRRは変化する。この伝達関数HLL〜HRRの変化は、リスナLSNRが音像の位置を認識するための要因となっており、その変化を再現することは、音像の定位の質の向上に寄与することが知られている。
【0040】
ところが、上述のオーディオ再生装置10においては、伝達関数はリスナの頭の向きに関係なく一定である。したがって、上述のオーディオ再生装置10によりヘッドホン再生を行った場合、その音像はリスナの頭の向きに関係なく、リスナから見て一定の位置に定位する。
【0041】
したがって、例えばオーケストラの音楽を聴いている場合に、頭の向きを変えると、そのオーケストラ全体がリスナの頭の向きを追いかけて移動したかのような感じになってしまう。あるいは、図8において説明したオーディオ再生装置10の場合であれば、DVDプレーヤ100により再生された映像は、リスナの頭の向きに関係なく、ディスプレイによりいわば絶対的な位置に表示されているのに対し、その音像は、リスナが頭の向きを変えると、一緒に移動するので、映像の位置と、その音像の位置との間にずれを生じてしまう。
【0042】
そこで、図10は、リスナが頭の向きを変えたときでも、音像はもとの位置に定位したままとなるようにした場合である。
【0043】
すなわち、DVDプレーヤ100からヘッドホン7までのオーディオ信号ラインが、図8において説明したように構成される。また、ヘッドホン7に回転角センサ81が設けられ、ヘッドホン7をリスナが装着したときに、そのリスナの頭の回転角速度が検出され、その検出信号S81がバンドパスフィルタ82を通じてA/Dコンバータ回路83に供給されてデジタルの検出信号S81にA/D変換され、その検出信号S81がマイクロコンピュータ84に供給される。
【0044】
そして、マイクロコンピュータ84において、検出信号S81が所定の時間ごとにサンプリングされた後に積分されてリスナの頭の向きを示す角度のデータに変換される。そして、この角度データから実際に音像を定位させるための角度が算出されて所定のデータが作成され、このデータによりデジタル処理回路4における伝達関数が変更され、リスナが頭の向きを変えても、音像の絶対的な位置が変化しないように、その伝達関数が制御される。
【0045】
したがって、リスナが頭の向きを変えると、その向きに対応してデジタル処理回路4における伝達関数が変化するので、ヘッドホン7により形成される音像は、頭の向きにかかわらず外界の固定した場所に定位することになる。したがって、例えばオーケストラの音楽を聴いている場合に、頭の向きを変えても、そのオーケストラが移動しないで、オーケストラの前で頭の向きを変えたような自然な状態となる。あるいは、DVDプレーヤ100により再生を行っている場合に、頭の向きを変えても、音像の定位位置を映像の位置に一致させておくことができる。
【0046】
ところで、デジタル処理回路4は、例えば図11に示すように構成することもできる。すなわち、デジタル処理回路3からのオーディオ信号SL3、SR3が、加算回路44Lにおいて所定の割り合いで加算されてデジタルフィルタ41に供給されるとともに、オーディオ信号SL3、SR3が、減算回路44Rにおいて所定の割り合いで減算されてデジタルフィルタ42に供給される。
【0047】
そして、デジタルフィルタ41、42の各出力信号が減算回路45Lにおいて所定の割り合いで減算されてデジタルオーディオ信号SL4が取り出されるとともに、フィルタ41、42の各出力信号が加算回路45Rにおいて所定の割り合いで加算されてデジタルオーディオ信号SR4が取り出される。
【0048】
このようにすれば、デジタル処理回路4としてのデータの処理量を減らすことができ、デジタル処理回路4をDSPにより構成する場合、特に有利である。
【0049】
さらに、図10のオーディオ再生装置10のデジタル処理回路4は、以下に示すように構成することもできる。
【0050】
すなわち、例えば図9において、リスナLSNRが頭を右に向けた場合、左耳は音源SLに近づき、右耳は音源SLから遠くなるので、左前方の音源SLからの音波のうち、左耳に到達する音波は右耳に到達する音波に比べ、より早く到達する。また、左耳に到達する音波のレベルは、右耳に到達する音波のレベルに比べ、より大きくなる。
【0051】
したがって、基準の向きに対する変化分(音波の到達時間およびレベルの変化分)をマイクロコンピュータにより制御することにより、動的な伝達関数を模擬することができる。
【0052】
そこで、図12に示すデジタル処理回路4においては、そのような点に着目して構成を簡略化したもので、デジタルフィルタ41L〜42Rおよび加算回路43L、43Rが、図6の場合と同様に構成されるとともに、加算回路43L、43Rの出力信号SL4、SR4が、時間差付加用の可変遅延回路46L、46Rを通じ、さらに、レベル差付加用のレベル制御回路47L、47Rを通じて取り出される。
【0053】
この場合、可変遅延回路46L、46Rおよびレベル制御回路47L、47Rは、上記のようにリスナの頭が動くことによる伝達関数の変化を両耳に到達する音波の時間差およびレベル差により実現するものである。このため、マイクロコンピュータ84からの制御信号により、可変遅延回路46L、46Rの遅延時間およびレベル制御回路47L、47Rの減衰量がリスナの頭の向きに対応して制御される。
【0054】
図13は、可変遅延回路46L、46Rによる信号SL4、SR4の時間差の制御特性を示すもので、横軸は、例えば図9において、音源SLと音源SRとを結ぶ直線を底辺とする二等辺三角形の頂点にリスナLSNRが位置したとき、その正面の方向をθ=0°としている。また、頭を右方向に向けたときをθ>0、左方向に向けたときをθ<0としている。
【0055】
そして、折れ線TL 、TR は、可変遅延回路46L、46Rによりオーディオ信号SL4、S4Rに付加される遅延時間の特性を示し、これら特性TL 、TR は、リスナLSNRの頭部の回転方向に対して逆方向に変化し、θ=0(正面)を中心に対象となっている。
【0056】
さらに、図14は、レベル制御回路47L、47Rによる信号SL4、SR4のレベル差の制御特性を示すもので、曲線AL 、AR は、レベル制御回路47L、47Rによりオーディオ信号SL4、S4Rに付加されるレベルの特性を示す。そして、これら特性AL 、AR は、リスナLSNRの頭部の回転方向に対して逆方向に変化し、θ=0°を中心に対象の特性となっている。
【0057】
そして、これらの特性TL 、TR 、AL 、AR をオーディオ信号SL4、SR4に与える場合には、ヘッドホン7の再生音であっても、リスナLSNRの前方に配置した音源からの音を、頭の向きを変えた状態で聞いたときと同様の時間変化およびレベル変化を生じていることになる。したがって、リスナLSNRが頭の向きを変えても、音像はもとの位置に定位したままとなる。
【0058】
なお、上述において、リスナLSNRの頭の向きを検出する回転角センサ81は、圧電振動ジャイロや地磁気方位センサとすることができる。あるいは、リスナLSNRの前方あるいは周囲に発光手段を配置するとともに、ヘッドホン7に少なくとも2個の光強度センサを設け、これら光強度センサの出力比によりリスナLSNRの頭の回転角を算出することもできる。
【0059】
また、ヘッドホン7上の離れた2か所に設けられた超音波センサにより、リスナLSNRの前方あるいは周囲の超音波発振器から出力されるバースト状の超音波を受音して受信信号に変換し、この受信信号の時間差からヘッドホン7の回転角を算出することもできる。さらに、回転角センサ81および回路82〜84の一部または全部をヘッドホン7に設けることもできる。また、オーディオ信号SL4、SR4を、FM波や赤外線を使用してワイヤレスでヘッドホン7に供給することもできる。同様に、オーディオ信号SLF〜SRBあるいは信号SDAをワイヤレスで再生装置10に供給することもできる。
【0060】
【発明の効果】
この発明によれば、多チャンネルのオーディオ信号を多数のスピーカに供給してオーディオ再生を行った場合と同等の再生音場を、ヘッドホンにより実現することができる。また、すべての処理をまとめて行う場合に比べ、回路の規模を小さくすることができるとともに、コストを下げることができる。
【0061】
さらに、ヘッドホンによってもスピーカによっても多チャンネル再生の音場と同等の再生音場を得ることができる。しかも、その場合、信号処理回路などを共通に使用できるとともに、ヘッドホンによる再生のときと、スピーカによる再生のときとで、信号処理回路の特性を切り換える必要がない。
【0062】
また、DVDプレーヤなどのデジタルオーディオ信号源との接続は、1本のケーブルとすることができ、接続が簡単であるとともに、信号源からのデジタルオーディオ信号をそのまま供給することができ、音質の劣化を回避することができる。
【0063】
さらに、リスナが頭の向きを変えても、ヘッドホンにより形成される音像の定位位置を映像の位置に一致させておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一形態を示す系統図である。
【図2】この発明を説明するための平面図である。
【図3】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統図である。
【図4】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統図である。
【図5】この発明を説明するための平面図である。
【図6】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統図である。
【図7】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図8】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図9】この発明を説明するための平面図である。
【図10】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図11】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統図である。
【図12】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統図である。
【図13】この発明を説明するための特性図である。
【図14】この発明を説明するための特性図である。
【符号の説明】
3=デジタル処理回路、4=デジタル処理回路、5Lおよび5R=D/Aコンバータ回路、7=ヘッドホン、10=オーディオ再生装置、11〜14=入力端子、21〜24=A/Dコンバータ回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an audio playback apparatus having a playback function for multi-channel audio signals.
[0002]
[Prior art]
Recently, it is assumed that audio signals associated with movies and other images are multi-channeled and reproduced by speakers placed on the front left and right and center front of the listener, and speakers placed on the left and right rear or both sides of the listener. It is recorded as. According to this, the sound field in the video matches the position of the sound image actually heard, and a sound field having a more natural spread is established.
[0003]
However, when such a sound is viewed using headphones, the sound image is localized in the head, and the direction of the image does not match the localization position of the sound image, resulting in a very unnatural sound image localization. Furthermore, the localization position of the audio signal of each channel cannot be reproduced separately and independently. Of course, the same applies when listening to multi-channel sound such as musical sounds. Unlike the case of speaker playback, the sound can be heard from within the head, the localization of the sound image is not separated, and the sound field playback is extremely unnatural. turn into.
[0004]
Therefore, a method is conceivable in which a transfer function from each speaker to the listener's ears is measured or calculated in advance, convolved with an audio signal by a filter such as a digital filter, and then listened to through headphones. According to this method, the sound image is localized outside the head, and a sound field equivalent to that in the case of speaker reproduction can be reproduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this method, it is necessary to prepare a filter for each transfer function from each speaker to the listener's both ears, and the amount of calculation of the impulse response becomes very large, so that the apparatus is large and expensive. turn into.
[0006]
In view of the above, the present invention realizes a reproduction sound field equivalent to that of speaker reproduction using headphones, and simplifies the configuration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In this invention,
The input audio signal is a four-channel audio signal supplied to each speaker arranged at the left front, right front, left rear, and right rear of the listener, and a predetermined reproduction sound field is generated by the reproduction sound of the speaker. When the audio signal to be formed,
A first signal processing circuit for converting the input audio signal into a two-channel audio signal according to a first transfer function;
A second signal processing circuit for converting the two-channel audio signal output from the first signal processing circuit according to a second transfer function;
A terminal for outputting the two-channel audio signal output from the first signal processing circuit to the outside ;
When the two-channel audio signals output from the first signal processing circuit are supplied to two speakers arranged at the left front and right front of the listener, the first signal processing circuit The input audio signal is converted into the two-channel audio signal so that a reproduction sound field equivalent to the field is formed,
The second signal processing circuit has a reproduction sound field obtained when the two-channel audio signal is supplied to the two speakers when the output audio signal of the second signal processing circuit is supplied to the headphones. The two-channel audio signal is converted into the output audio signal so that a reproduction sound field equivalent to the above is formed,
The audio reproduction apparatus is configured to supply the output audio signal of the second signal processing circuit to the headphones to obtain a reproduction sound field by the 4- channel audio signal.
Therefore, the original 4-channel audio signal is converted into a 2-channel audio signal that provides a reproduction sound field equivalent to that of the 4-channel reproduction by the speaker, and then a reproduction sound field equivalent to that of the speaker reproduction is obtained. It is converted into an audio signal for headphones to be obtained and supplied to the headphones.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes one form of an audio reproducing apparatus according to the present invention. The codes SLF, SRF, SLB, and SRB are four-channel audio signals. These signals SLF, SRF, SLB, and SRB are sent to the speakers arranged at the left front, right front, left rear, and right rear of the listener. When each is supplied, a 4-channel stereo playback sound field is realized.
[0009]
These audio signals SLF to SRB are supplied to the A / D converter circuits 21 to 24 through the input terminals 11 to 14 and A / D converted, and the A / D converted audio signals SLF to SRB are, for example, This is supplied to the first digital processing circuit 3 constituted by a DSP. Although details of the digital processing circuit 3 will be described later, this converts the audio signals SLF to SRB into audio signals SL3 and SR3 that can obtain sound image localization of four channels with two speakers.
[0010]
That is, in the digital processing circuit 3, when the signals SL3 and SR3 are supplied to the speakers arranged at the left front and right front of the listener, the signals SLF, SRF, SLB and SRB are left front, right front and left rear of the listener. The signals SLF to SRB are converted into signals SL3 and SR3 so as to realize a reproduction sound field equivalent to the reproduction sound field obtained when supplied to a speaker arranged on the right rear side (at this time point). The audio signals SLF to SRB are digital signals, but are described as analog signals because they are complicated to describe.
[0011]
The signals SL3 and SR3 from the digital processing circuit 3 are supplied to the second digital processing circuit 4. The digital processing circuit 4 is also constituted by a DSP, for example, and converts the audio signals SL3 and SR3 into audio signals SL4 and SR4 that can obtain sound image localization outside the head when listened to through headphones. That is, the digital processing circuit 4 is equivalent to the reproduced sound field obtained when the signals SL4 and SR4 are supplied to the headphones and when the signals SL3 and SR3 are supplied to the speakers arranged on the left front and right front of the listener. The signals SL3 and SR3 are converted into signals SL4 and SR4 so as to realize the reproduced sound field.
[0012]
The audio signals SL4 and SR4 are supplied to the D / A converter circuits 5L and 5R and D / A converted. The D / A converted audio signals SL4 and SR4 are output from the headphones 7 through the headphone amplifiers 6L and 6R. Supplied to the left and right acoustic units 7L, 7R.
[0013]
According to such a configuration, the audio signals SL4 and SR4 supplied to the headphones 7 are signals obtained by converting the audio signals SL3 and SR3 so that the sound image localization in the case of speaker reproduction can be obtained even with the headphones 7. The audio signals SL3 and SR3 are signals obtained by converting the 4-channel audio signals SLF to SRB so that a 4-channel sound image localization can be obtained even with two speakers.
[0014]
Therefore, even with the headphones 7, it is possible to realize a reproduction sound field equivalent to the case where audio reproduction is performed by supplying four-channel audio signals SLF to SRB to four speakers.
[0015]
Next, a process in which the digital processing circuit 3 converts the number of channels of the reproduction sound field by the speaker will be described. In this case, the digital processing circuit 3 is constituted by a discrete circuit.
[0016]
Now, as shown in FIG. 2, the sound sources SL and SR are arranged at the left front and right front of the listener LSNR, and the sound source SX is equivalently reproduced at an arbitrary position outside the head by these sound sources SL and SR. Think. And
HLL: Transfer function from sound source SL to left ear of listener LSNR HLR: 〃 Right ear 〃
HRL: Transfer function from sound source SR to the left ear of listener LSNR HRR: 右 Right ear 〃
HXL: Transfer function from sound source SX to the left ear of listener LSNR HXR: : Right ear 耳
Then, the sound sources SL and SR are
SL = (HXL × HRR−HXR × HRL) / (HLL × HRR−HLR × HRL) × SX
(1)
SR = (HXR × HLL−HXL × HLR) / (HLL × HRR−HLR × HRL) × SX
(2)
It can be expressed as
[0017]
Therefore, the input audio signal SX corresponding to the sound source SX is supplied to the speaker arranged at the position of the sound source SL through a filter that realizes the transfer function portion of the equation (1), and the signal SX is supplied to the transfer function portion of the equation (2). Is supplied to the speaker arranged at the position of the sound source SR through a filter that realizes the above, the sound image by the audio signal SX can be localized at the position of the sound source SX.
[0018]
Therefore, the digital processing circuit 3 includes, for example, digital filters 31L to 34L and 31R to 34R and addition circuits 35L and 35R as shown in FIG. In this case, each digital filter can be configured as an FIR type by a delay circuit, a coefficient circuit, and an adder circuit, for example, as shown in FIG. 4A. Further, for example, the filters 31L and 31R can share a delay circuit as shown in FIG. 4B.
[0019]
The audio signals SLF to SRB from the A / D converter circuits 2A to 2D are supplied to the adding circuit 35L through the digital filters 31L to 34L, and are supplied to the adding circuit 35R through the digital filters 31R to 34R.
[0020]
At this time, the transfer functions of the digital filters 31L to 34L and 31R to 34R are set to predetermined values in accordance with the above-mentioned idea, and the transfer functions of the expressions (1) and (2) are set for the audio signals SLF to SRB. The impulse response obtained by converting the transfer function similar to the part into the time axis is convoluted.
[0021]
Therefore, an audio signal SL3 is output from the adder circuit 35L, and an audio signal SR3 is output from the adder circuit 35R. That is, the adder circuits 35L and 35R extract audio signals SL3 and SR3 that can reproduce the reproduction sound field when the four-channel audio signals SLF to SRB are reproduced by the four speakers.
[0022]
Next, the case where the digital processing circuit 4 is constituted by a discrete circuit will be described.
[0023]
As shown in FIG. 5, when the sound source SM is arranged in front of the listener LSNR,
HML: Transfer function from sound source SM to left ear of listener LSNR HMR: 右 Right ear 〃
Then, the digital processing circuit 4 has only to realize these transfer functions HML and HMR.
[0024]
Therefore, the digital processing circuit 4 includes, for example, digital filters 41L, 42L, 41R, and 42R and addition circuits 43L and 43R as shown in FIG. The digital filters 41L to 42R can be configured as shown in FIG. 4, for example, similarly to the digital filters 31L to 34R.
[0025]
The audio signals SL3 and SR3 from the digital processing circuit 3 are supplied to the adder circuit 43L through the digital filters 41L and 42L, and are supplied to the adder circuit 43R through the digital filters 41R and 42R. At this time, the transfer functions of the digital filters 41L to 42R are set to predetermined values, and the impulse responses obtained by converting the transfer functions to the time axis are convoluted with respect to the audio signals SL3 and SR3.
[0026]
Therefore, the audio signal SL4 is output from the adder circuit 43L, and the audio signal SR4 is output from the adder circuit 43R. That is, the adder circuits 43L and 43R extract audio signals SL4 and SR4 that can reproduce the reproduced sound field by the headphones 7 when the audio signals SL3 and SR3 are reproduced by the speaker.
[0027]
In this way, the digital processing circuit 3 converts the 4-channel audio signals SLF to SRB into audio signals SL3 and SR3 that can obtain a reproduction sound field equivalent to that of the four speakers even with two speakers, and these signals SL3 and SR3. However, the digital processing circuit 4 converts the audio signals SL4 and SR4 to obtain a reproduced sound field equivalent to that of a speaker even with headphones. Therefore, when the audio signals SL4 and SR4 are supplied to the headphones 7, a reproduction sound field equivalent to the case of four speakers is reproduced.
[0028]
As described above, according to the audio reproduction device 10 described above, a four-channel reproduction sound field that is originally reproduced by four speakers can be reproduced by the headphones 7. In this case, generally, digital processing is performed. Since the signal processing amount for reducing the number of channels by the circuit 3 can be made smaller than the signal processing amount for realizing the reproduction sound field of the speaker by the headphones by the digital processing circuit 4, according to the above-described audio apparatus. Compared with the case where all processes are performed together, the circuit scale can be reduced and the cost can be reduced.
[0029]
FIG. 7 shows a case where not only the headphones 7 but also speakers can be used. That is, the audio signal lines from the input terminals 11 to 14 to the headphones 7 are configured as described above, and the audio signals SL3 and SR3 from the digital processing circuit 3 are supplied to the D / A converter circuits 50L and 50R to be analog. The audio signals SL3 and SR3 are D / A converted, and these audio signals SL3 and SR3 are supplied to the speakers 70L and 70R through the power amplifiers 60L and 60R. The speakers 70L and 70R are disposed on the left front and right front of the listener.
[0030]
Therefore, the reproduced sound field equivalent to that of the four speakers can be obtained by the headphones 7, and the reproduced sound field equivalent to that of the four speakers can be obtained by the speakers 70L and 70R.
[0031]
In addition, in that case, the digital processing circuit 3 and the like can be used in common, and there is no need to switch the characteristics of the digital processing circuit 3 between reproduction by the headphones 7 and reproduction by the speakers 70L and 70R. For example, when the digital processing circuit 3 is configured by a DSP, it is not necessary to change the processing contents and parameters.
[0032]
FIG. 8 shows a case where the audio playback apparatus 10 can be connected to a signal source of a multi-channel digital audio signal. That is, in FIG. 8, reference numeral 100 denotes a digital audio signal source. In this example, the signal source 100 is a DVD player. From the DVD player 100, for example, a so-called 5.1 channel digital audio signal SDA in Dolby Digital (AC3) is extracted.
[0033]
This digital audio signal SDA is composed of 6 channels of digital audio signals SLF, SCF, SRF, SLB, SRB, and SLOW in one serial front, left front, center front, right front, left rear, right rear and 120Hz or lower. It is a signal encoded in data. In general, the signal SDA is decoded and D / A converted into the original 6-channel audio signals SLF to SLOW supplied to the dedicated adapter, and the signals SLF to SLOW are supplied to the respective speakers for reproduction. A sound field is formed.
[0034]
Then, such a signal SDA is supplied from the player 100 to the decoder circuit 2 of the audio reproducing apparatus 10 through the coaxial cable 101, and is decoded or separated into respective audio signals SLF to SLOW, and these audio signals SLF to SLOW are digitally processed. Reproduction obtained when these signals SLF to SLOW are supplied to the circuit 3 and are supplied to speakers arranged at the left front, center front, right front, left rear and right rear of the listener, respectively. A reproduced sound field equivalent to the sound field is converted into two-channel audio signals SL3 and SR3 reproduced by two speakers.
[0035]
The audio signals SL3 and SR3 are supplied to the digital processing circuit 4 and converted into headphone audio signals SL4 and SR4, and then supplied to the headphones 7 through the D / A converter circuits 5L and 5R and the amplifiers 6L and 6R. The
[0036]
Therefore, according to the audio device 10, a reproduced sound field equivalent to the reproduced sound field obtained when the six-channel audio signals SLF to SLOW are supplied to the six speakers can be reproduced by the headphones 7.
[0037]
In this case, the connection between the DVD player 1 and the audio playback device 10 is only one cable 101, and the connection is simple. Further, since the digital audio signal SDA reproduced by the DVD player 100 is supplied to the audio reproducing apparatus 10 as it is without being D / A converted into an analog audio signal, sound field reproduction is realized, so that deterioration of sound quality is avoided. can do.
[0038]
In the audio playback apparatus 10 as well, as in the audio playback apparatus of FIG. 7, the audio signals SL3 and SR3 output from the digital processing circuit 3 are subjected to D / A conversion and power amplification, and then the left front and right front of the listener. If the two speakers are supplied, the reproduction sound field equivalent to the reproduction sound field by the six speakers can be realized by two speakers.
[0039]
By the way, as shown in FIG. 9, for example, when the sound sources SL and SR are arranged at the left front and right front of the listener LSNR and the sound image is localized at an arbitrary position outside the head, the listener LSNR changes the head direction. According to the direction, the transfer functions HLL, HLR, HRL, and HRR change. This change in the transfer functions HLL to HRR is a factor for the listener LSNR to recognize the position of the sound image, and reproducing the change is known to contribute to the improvement in the quality of localization of the sound image. Yes.
[0040]
However, in the audio reproduction device 10 described above, the transfer function is constant regardless of the direction of the listener's head. Therefore, when headphone playback is performed by the audio playback device 10 described above, the sound image is localized at a certain position as viewed from the listener, regardless of the orientation of the listener's head.
[0041]
Therefore, for example, when listening to orchestra music, changing the head orientation makes it feel as if the entire orchestra has moved following the listener's head orientation. Alternatively, in the case of the audio playback device 10 described with reference to FIG. 8, the video played back by the DVD player 100 is displayed at an absolute position on the display regardless of the head direction of the listener. On the other hand, since the sound image moves together when the listener changes the direction of the head, a shift occurs between the position of the image and the position of the sound image.
[0042]
Therefore, FIG. 10 shows a case where the sound image remains localized at the original position even when the listener changes the direction of the head.
[0043]
That is, the audio signal lines from the DVD player 100 to the headphones 7 are configured as described in FIG. Further, when the headphone 7 is provided with a rotation angle sensor 81 and the headphone 7 is attached to the listener, the rotation angular velocity of the head of the listener is detected, and the detection signal S81 is passed through the bandpass filter 82 to the A / D converter circuit 83. And A / D converted into a digital detection signal S 81, and the detection signal S 81 is supplied to the microcomputer 84.
[0044]
Then, in the microcomputer 84, the detection signal S81 is sampled every predetermined time and then integrated to be converted into angle data indicating the head direction of the listener. Then, an angle for actually localizing the sound image is calculated from the angle data, and predetermined data is created. The transfer function in the digital processing circuit 4 is changed by this data, and even if the listener changes the head direction, The transfer function is controlled so that the absolute position of the sound image does not change.
[0045]
Therefore, when the listener changes the direction of the head, the transfer function in the digital processing circuit 4 changes in accordance with the direction of the head, so that the sound image formed by the headphones 7 is located at a fixed place in the outside world regardless of the direction of the head. It will be localized. Therefore, for example, when listening to orchestra music, even if the head direction is changed, the orchestra does not move, and a natural state is obtained in which the head direction is changed in front of the orchestra. Alternatively, when reproduction is performed by the DVD player 100, the localization position of the sound image can be made to coincide with the position of the video image even if the head direction is changed.
[0046]
By the way, the digital processing circuit 4 can be configured as shown in FIG. 11, for example. That is, the audio signals SL3 and SR3 from the digital processing circuit 3 are added at a predetermined ratio in the adding circuit 44L and supplied to the digital filter 41, and the audio signals SL3 and SR3 are added to the predetermined signal in the subtracting circuit 44R. The data is subtracted and supplied to the digital filter 42.
[0047]
The output signals of the digital filters 41 and 42 are subtracted at a predetermined ratio in the subtraction circuit 45L to extract the digital audio signal SL4, and the output signals of the filters 41 and 42 are subtracted at a predetermined ratio in the addition circuit 45R. And the digital audio signal SR4 is extracted.
[0048]
In this way, the data processing amount of the digital processing circuit 4 can be reduced, which is particularly advantageous when the digital processing circuit 4 is configured by a DSP.
[0049]
Furthermore, the digital processing circuit 4 of the audio reproduction device 10 of FIG. 10 can also be configured as shown below.
[0050]
That is, for example, in FIG. 9, when the listener LSNR turns his head to the right, the left ear approaches the sound source SL, and the right ear is far from the sound source SL, so out of the sound waves from the left front sound source SL, The sound wave that arrives reaches earlier than the sound wave that reaches the right ear. Further, the level of the sound wave reaching the left ear is higher than the level of the sound wave reaching the right ear.
[0051]
Therefore, a dynamic transfer function can be simulated by controlling a change with respect to the reference direction (a change in sound wave arrival time and level) with a microcomputer.
[0052]
Therefore, the digital processing circuit 4 shown in FIG. 12 is simplified in view of such points, and the digital filters 41L to 42R and the addition circuits 43L and 43R are configured in the same manner as in FIG. At the same time, the output signals SL4 and SR4 of the adder circuits 43L and 43R are taken out through the time delay adding variable delay circuits 46L and 46R and further through the level difference adding level control circuits 47L and 47R.
[0053]
In this case, the variable delay circuits 46L and 46R and the level control circuits 47L and 47R realize the change of the transfer function due to the movement of the listener's head as described above by the time difference and the level difference of the sound waves that reach both ears. is there. Therefore, the delay time of the variable delay circuits 46L and 46R and the attenuation amount of the level control circuits 47L and 47R are controlled by the control signal from the microcomputer 84 in accordance with the head direction of the listener.
[0054]
FIG. 13 shows control characteristics of the time difference between the signals SL4 and SR4 by the variable delay circuits 46L and 46R. The horizontal axis is, for example, an isosceles triangle whose base is a straight line connecting the sound source SL and the sound source SR in FIG. When the listener LSNR is located at the apex of the head, the front direction is θ = 0 °. Further, θ> 0 is set when the head is directed rightward, and θ <0 is set when the head is directed leftward.
[0055]
The broken lines TL and TR indicate the characteristics of the delay time added to the audio signals SL4 and S4R by the variable delay circuits 46L and 46R. These characteristics TL and TR are opposite to the rotation direction of the head of the listener LSNR. It changes in the direction and is targeted around θ = 0 (front).
[0056]
Further, FIG. 14 shows the control characteristics of the level difference between the signals SL4 and SR4 by the level control circuits 47L and 47R. The curves AL and AR are added to the audio signals SL4 and S4R by the level control circuits 47L and 47R. Indicates the level characteristics. These characteristics AL and AR change in the opposite direction to the rotation direction of the head of the listener LSNR, and are the target characteristics centering on θ = 0 °.
[0057]
When these characteristics TL, TR, AL, and AR are given to the audio signals SL4 and SR4, the sound from the sound source arranged in front of the listener LSNR is reproduced even if the reproduced sound is from the headphones 7. That is, the same time change and level change as when listening with the state changed. Therefore, even if the listener LSNR changes the head orientation, the sound image remains localized at the original position.
[0058]
In the above description, the rotation angle sensor 81 for detecting the head direction of the listener LSNR can be a piezoelectric vibration gyro or a geomagnetic direction sensor. Alternatively, the light emitting means may be arranged in front of or around the listener LSNR, and at least two light intensity sensors may be provided in the headphone 7, and the rotation angle of the head of the listener LSNR can be calculated from the output ratio of these light intensity sensors. .
[0059]
In addition, the ultrasonic sensors provided at two distant locations on the headphone 7 receive burst ultrasonic waves output from an ultrasonic oscillator in front of or around the listener LSNR, and convert them into received signals. The rotation angle of the headphones 7 can also be calculated from the time difference between the received signals. Furthermore, part or all of the rotation angle sensor 81 and the circuits 82 to 84 can be provided in the headphones 7. Also, the audio signals SL4 and SR4 can be supplied to the headphones 7 wirelessly using FM waves or infrared rays. Similarly, the audio signals SLF to SRB or the signal SDA can be supplied to the reproduction apparatus 10 wirelessly.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a reproduction sound field equivalent to that obtained when audio reproduction is performed by supplying a multi-channel audio signal to a large number of speakers using headphones. In addition, the circuit scale can be reduced and the cost can be reduced as compared with the case where all the processes are performed together.
[0061]
Furthermore, a reproduction sound field equivalent to the sound field of multi-channel reproduction can be obtained by both headphones and speakers. In addition, in that case, a signal processing circuit or the like can be used in common, and there is no need to switch the characteristics of the signal processing circuit between reproduction using headphones and reproduction using a speaker.
[0062]
In addition, the connection with a digital audio signal source such as a DVD player can be made with a single cable, and the connection is simple and the digital audio signal from the signal source can be supplied as it is, resulting in deterioration in sound quality. Can be avoided.
[0063]
Furthermore, even if the listener changes the head direction, the localization position of the sound image formed by the headphones can be matched with the position of the video.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view for explaining the present invention.
FIG. 3 is a system diagram showing an embodiment of a circuit that can be used in the present invention.
FIG. 4 is a system diagram showing an embodiment of a circuit that can be used in the present invention.
FIG. 5 is a plan view for explaining the present invention.
FIG. 6 is a system diagram showing an embodiment of a circuit that can be used in the present invention.
FIG. 7 is a system diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a system diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view for explaining the present invention.
FIG. 10 is a system diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a system diagram showing an embodiment of a circuit that can be used in the present invention.
FIG. 12 is a system diagram showing an embodiment of a circuit that can be used in the present invention.
FIG. 13 is a characteristic diagram for explaining the present invention.
FIG. 14 is a characteristic diagram for explaining the present invention.
[Explanation of symbols]
3 = digital processing circuit, 4 = digital processing circuit, 5L and 5R = D / A converter circuit, 7 = headphone, 10 = audio reproduction device, 11-14 = input terminal, 21-24 = A / D converter circuit

Claims (5)

入力オーディオ信号が、リスナの左前方、右前方、左後方および右後方に配置された各スピーカにそれぞれ供給される4チャンネルのオーディオ信号であって、上記スピーカの再生音により所定の再生音場を形成するオーディオ信号であるとき、
この入力オーディオ信号を、第1の伝達関数にしたがって2チャンネルのオーディオ信号に変換する第1の信号処理回路と、
この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号を、さらに第2の伝達関数にしたがって変換する第2の信号処理回路と、
上記第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号を外部に出力する端子と
を有し、
上記第1の信号処理回路は、この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号がリスナの左前方および右前方に配置された2つのスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を上記2チャンネルのオーディオ信号に変換し、
上記第2の信号処理回路は、この第2の信号処理回路の出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上記2チャンネルのオーディオ信号が上記2つのスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記2チャンネルのオーディオ信号を上記出力オーディオ信号に変換し、
上記第2の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘッドホンに供給して上記チャンネルのオーディオ信号による再生音場を得る
ようにしたオーディオ再生装置。
The input audio signal is a four-channel audio signal supplied to each speaker arranged at the left front, right front, left rear, and right rear of the listener, and a predetermined reproduction sound field is generated by the reproduction sound of the speaker. When the audio signal to be formed,
A first signal processing circuit for converting the input audio signal into a two-channel audio signal according to a first transfer function;
A second signal processing circuit for converting the two-channel audio signal output from the first signal processing circuit according to a second transfer function;
A terminal for outputting the two-channel audio signal output from the first signal processing circuit to the outside ;
When the two-channel audio signals output from the first signal processing circuit are supplied to two speakers arranged at the left front and right front of the listener, the first signal processing circuit The input audio signal is converted into the two-channel audio signal so that a reproduction sound field equivalent to the field is formed,
The second signal processing circuit has a reproduction sound field obtained when the two-channel audio signal is supplied to the two speakers when the output audio signal of the second signal processing circuit is supplied to the headphones. The two-channel audio signal is converted into the output audio signal so that a reproduction sound field equivalent to the above is formed,
An audio reproducing apparatus, wherein an output audio signal of the second signal processing circuit is supplied to the headphones to obtain a reproduction sound field by the 4- channel audio signal.
入力オーディオ信号が、リスナの左前方、中央前方、前方、左の後ろまたは側方、および右の後ろまたは側方に配置された各スピーカと、低音用のスピーカとにそれぞれ供給される6チャンネルのオーディオ信号であって、上記スピーカの再生音により所定の再生音場を形成するオーディオ信号であるとき、
この入力オーディオ信号を、第1の伝達関数にしたがって2チャンネルのオーディオ信号に変換する第1の信号処理回路と、
この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号を、さらに第2の伝達関数にしたがって変換する第2の信号処理回路と、
上記第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号を外部に出力する端子と
を有し、
上記第1の信号処理回路は、この第1の信号処理回路から出力される上記2チャンネルのオーディオ信号がリスナの左前方および右前方に配置された2つのスピーカに供給されたとき、上記再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記入力オーディオ信号を上記2チャンネルのオーディオ信号に変換し、
上記第2の信号処理回路は、この第2の信号処理回路の出力オーディオ信号がヘッドホンに供給されたとき、上記2チャンネルのオーディオ信号が上記2つのスピーカに供給されたときに得られる再生音場と同等の再生音場が形成されるように、上記2チャンネルのオーディオ信号を上記出力オーディオ信号に変換し、
上記第2の信号処理回路の出力オーディオ信号を上記ヘッドホンに供給して上記6チャンネルのオーディオ信号による再生音場を得る
ようにしたオーディオ再生装置。
6 channels to which the input audio signal is supplied to each of the speakers arranged at the left front, center front, right front, left rear or side of the listener, and the right rear or side of the listener, and a speaker for bass. Audio signal that forms a predetermined reproduction sound field by the reproduction sound of the speaker,
A first signal processing circuit for converting the input audio signal into a two-channel audio signal according to a first transfer function;
A second signal processing circuit for converting the two-channel audio signal output from the first signal processing circuit according to a second transfer function;
A terminal for outputting the two-channel audio signal output from the first signal processing circuit to the outside ;
When the two-channel audio signals output from the first signal processing circuit are supplied to two speakers arranged at the left front and right front of the listener, the first signal processing circuit The input audio signal is converted into the two-channel audio signal so that a reproduction sound field equivalent to the field is formed,
The second signal processing circuit has a reproduction sound field obtained when the two-channel audio signal is supplied to the two speakers when the output audio signal of the second signal processing circuit is supplied to the headphones. The two-channel audio signal is converted into the output audio signal so that a reproduction sound field equivalent to the above is formed,
An audio reproducing apparatus, wherein an output audio signal of the second signal processing circuit is supplied to the headphones to obtain a reproduction sound field by the 6-channel audio signal.
請求項2に記載のオーディオ再生装置において、
上記6チャンネルのオーディオ信号が1チャンネルのオーディオ信号にエンコードされているとき、
この1チャンネルのオーディオ信号を上記6チャンネルのオーディオ信号にデコードするデコーダ回路を有し、
このデコーダ回路からの上記6チャンネルのオーディオ信号が上記第1の信号処理回路に上記入力オーディオ信号として供給される
ようにしたオーディオ再生装置。
The audio playback device according to claim 2 , wherein
When the 6-channel audio signal is encoded into a 1-channel audio signal,
A decoder circuit for decoding the 1-channel audio signal into the 6-channel audio signal;
An audio reproduction apparatus in which the 6-channel audio signal from the decoder circuit is supplied to the first signal processing circuit as the input audio signal .
請求項1、請求項2あるいは請求項3に記載のオーディオ再生装置において、
上記リスナの頭の向きを検出する検出手段を有し、
この検出手段の検出出力にしたがって、上記第2の信号処理回路における伝達関数を補正する
ようにしたオーディオ再生装置。
The audio playback device according to claim 1, 2 or 3 ,
Detecting means for detecting the orientation of the listener's head;
An audio reproducing apparatus for correcting a transfer function in the second signal processing circuit in accordance with a detection output of the detecting means .
請求項4に記載のオーディオ再生装置において、
上記出力オーディオ信号がワイヤレスで上記ヘッドホンに供給される
ようにしたオーディオ再生装置。
The audio playback device according to claim 4 , wherein
An audio reproducing apparatus in which the output audio signal is wirelessly supplied to the headphones .
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