JPH03183300A - 移動感発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、入力信号に対して、時間遅れと異った音程を
有する信号を処理して出力し、カーオーディオやゲーム
機あるいは通常のオーディオにおけるダイナミックな移
動感を表現できる移動感発生装置に関するものである。

従来の技術 まず、カーオーディオの場合について説明する。

第８図は４スピーカのカーオーディオシステムを示す。

第８図において、入力端子１，２に入力された２チヤン
ネル音声信号Ｓｔ、Ｓｔは、それぞれ分岐点３．４にて
分岐され、増幅器１５〜１８により電力増幅され、車室
２５間の前後左右に配置された４個のスピーカ２０〜２
３によりそれぞれ再生される。

車が速度にで運転されている場合、当然のことながら車
室２５も速度にで移動する。すなわち、人２８は速度に
で運動しており、車室２５外の風景も速度にで移動して
いるにもかかわらず、人２８は全く静止しているのと同
様の音を聞いているという欠点があった。

次に、ゲーム機の場合について説明する。第９図におい
て、入力端子１，２に入力された２チヤンネル音声信号
、Ｓ、、Ｓ、は、それぞれ分岐点３゜４にて分岐され、
増幅器１５〜１８により電力増幅され、ゲーム機２５内
の前後左右に配置された４個のスピーカ２０〜２３によ
り再生される。一方、入力端子に入力された映像信号Ｓ
はテレビ受像機に再生される。ここで、ゲーム８２５が
静止しており、テレビ受像機２６に再生されている映像
信号Ｓ、があたかもそのゲーム機２５が移動しているよ
うな内容であった場合、人２８は映像信号Ｓ　１９から
の視覚情報から移動感を知覚しているにもかかわらず、
音声信号Ｓ、、Ｓ２からの聴覚情報からは移動感を知覚
しない異和感を感しるという欠点があった。

発明が解決しようとする課題 すなわち、上記従来の構成では、音声の再生される部屋
または車室または、ゲーム機内の音は、常に聴いている
人が静止している状態のみを再生することを実現するも
のであり、人が実際に移動している速度や映像信号の内
容に合わせて移動感を発生させることができないという
課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、たとえば車等で
移動している人の速度や映像信号の内容に合わせて移動
感を発生させたり、静止を含めて人の移動している実際
の速度より速く、あるいは、より遅く移動しているとい
う移動感を発生させる移動感発生装置をローコストにて
提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、本発明は、入力信号を分岐手
段によりＮチャンネルに分岐し、各々のチャンネルにお
いて、振幅制御手段と音程変換手段と電圧変化手段を介
し、そのＮ個の電圧変化手段の第１の出力同志を加算す
る第１の加算手段及び、そのＮ個の第２の出力同志を加
算する第２の加算手段と、前記振幅制御手段の振幅量及
び音程変換手段の音程変換量及び電圧変化手段の２チャ
ンネル間の電圧量の各々を制御する制御信号入力装置に
より構成されている。

作用 本発明は上記した構成によって、音の基本的な現象であ
る。“ドツプラー効果“に基づき、音声信号のみで移動
感を発生させることが可能となり、したがって、カーオ
ーディオやゲーム機などに用いることにより、静止して
いる場合でも移動感を発生させたり、実際に移動してい
る場合には、その移動速度とは異なる移動感を与えたり
することが可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例の移動感発生装置について図面
を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における移動感発生装置のブ
ロック図である。第１図において、入力端子１，２に入
力された音声信号Ｓ、、Ｓ、は分岐手段３．４によりＮ
チャンネルに分岐され、各々の信号は、Ｎチャンネルの
振幅制御器５（１）〜５（Ｎ）及び６（１）〜６（Ｎ）
に入力される。そして、その各々の振幅制御器は、制御
信号入力装置１９の出力信号Ｔ、により制御される。そ
の出力信号３３（１）〜Ｓ、（Ｎ）及び５４（１）〜Ｓ
、（Ｎ）は、音程変換器７〈ｌ）〜７（Ｎ）及び８（１
）〜８（Ｎ）に入力される。そして、その各々音程変換
器は、上記制御信号入力装置１９の出力信号Ｔ２により
制御される。その出力信号５ｓ（１）〜５５（Ｎ）及び
５６（１）〜５６（Ｎ）は２チヤンネルパンボツト９（
１）〜９（Ｎ）及び１０（１）〜１０（Ｎ）に入力され
る。その各々の２チヤンネルパンボツトは上記制御信号
入力装置１９の出力信号Ｔ３により制御される。その出
力信号５ｔ（１）〜５７（Ｎ）は加算器ｌｌで加算され
て出力信号Ｓ　１１を出力し、出力信号ｓ、（１）〜５
ａ（Ｎ）は加算器１２で加算されて出力信号Ｓ＋Ｚを出
力し、出力信号３Ｇ（１）〜Ｓ、（Ｎ）は加算器１３で
加算されて出力信号ＳＩ３を出力し、出力信号Ｓ１゜（
１）〜Ｓ１゜（Ｎ）は、加算器１４で加算されて出力信
号Ｓ　１４を出力する。上記出力信号”　＋　＋＋　　
Ｓ　ｌ　２＋ＳＩ３＋　　ＳＩ４は、増幅器１５．１６
．１７．１８で増幅されて、出力信号３１８．　　Ｓ１
６．　３＋ｔ、　　Ｓ＋ｓとなる。各々の出力信号は、
各々４ケのスピーカ２０．２１．２２゜２３で室内又は
車室内２５内に再生され、人間２４にて知覚される。

次に、それぞれの機能について詳しく説明する。

まず、振幅制御器５（１）〜５（Ｎ）及び６（１〉〜６
（Ｎ）及びその制御信号である制御信号入力装置１９の
出力信号Ｔ、について説明する。

通常、残響時間すなわち音波が止まって聞こえなくなる
までの時間は、エネルギ密度が１０−’になるまでの時
間であるとされている。すなわち、このエネルギ密度が
ｌｏ−６ということば音圧に直せば１Ｏ−３すなわちｌ
／１０００ということであり、さらに音圧レベルで表わ
せば一６０ｄＢであるということである。つまり、音が
聞こえなくなるまでの音圧レベルは、音波の出力レベル
より６０ｄＢ小さい値であるのである。

周囲に反射物がない場合の音圧り、は（１）弐にて示さ
れる。

音圧Ｌｐ−Ｐ　Ｗ　Ｌ　　２０１ｏｇ＋ｏ　ｒ　　１１
　　・”（１）ただし、ＰＷＬ：音波の出力レベル、Ｔ
：距離ここで音波の出力レベルに等しい音圧レベルを与
える距離は０．２８２メートルとなりその距１ｉ１０．
２８２メートルでの音圧をＯｄＢとし、その６０ｄＢ小
さい値を与える距離を計算する。距ＭＯ，２８２メート
ルを（１）式に代入すると、 Ｌ、。、２．□−ＰＷＬ＋１ｌ−１１＝ＰＷＬ次に音圧
が上記距離０．２８２メートルのときと比較して６０ｄ
Ｂ小さくする時の距離をγ′とすれば、６０＝　Ｐ　Ｗ
　Ｌ　　２０１ｏｇ＋ｏ　γ′１１、’−ｒ　　＝ＩＯ
ｇｔｏ−’（２，４５）−２８２（ただし、ＰＷＬはこ
の計算に関係ないので無視）すなわち、周囲に反射物が
無い場合には、距離２８２メートルだけ離れれば、その
音は聴感上聞こえなくなるのである。ただし、実際は周
囲に騒音があるため、その距離はかなり小さくなる。

さて、この距離２８２メ一トル進行するに要するたとえ
ば、目標速度を時速２００キロメートルとしたときＴｏ
は５．１秒となる。すなわち、第２図に示すように、２
Ｔ、時間経過する間に、音圧レベルは６０ｄＢからＯｄ
Ｂとなり再び一６０ｄＢとなれば良いのである。

第３図に、振幅制御器５（１）〜５（Ｎ）、　６（１）
〜６（Ｎ）の振幅制御エンベロープの実際をＮ−１６の
場合で示している。すなわち、各々の振幅制御エンベロ
ープは一周期２Ｔ、をＮで割った値、ここではＴ。／８
ずつその位相をずらせば良い。例えば、振幅制御器５（
１）をスタートとすれば、振幅制御器５（２）はＴ、／
８、振幅制御器５（３）は２Ｔ、／８とずらせば良いの
であって、制御信号入力装置１９の出力信号Ｔ１は、上
記を実現するための信号となる。

具体的に言えば、振幅制御器５（１）〜５　（Ｎ）　　
６　（１）〜６（Ｎ）を乗算型Ｄ／Ａコンバータを用い
た場合、振幅を決定するディジタル信号となる。

次に音程変換器７（１）〜７（Ｎ）、　　８（１）〜８
（Ｎ）及びその制御信号である制御信号入力装置１９の
出力信号Ｔ２について説明する。

ドツプラー効果による振動数は（３）式で求められる。

ｖ　ｏ＃　ｖ　（１十−ｃｏｓθ）　　　　　　　・（
４）ただし、ν。：求める振動数 シ：音波の振動数 ■：音波の速度 θ：進行方向と、音波と観測者間の角度Ｃ二音速 ■ 音程変換率は（１＋　−ｃｏｓθ）となり、第４図のよ
うになる。すなわち、音源が遠方にある場合、つまり点
Ｗ０の時はθがＯなのでその音程変換率は■ １＋−となる。

は１となる。そして点Ｗ３を通り、最後は進行方向の遠
方の場合θがπなので、その音程変換率は１−一となる
。

例えば、第１図に示す車室２５が静止しており、あたか
も時速２００キロメートルで走行している場合を再現す
るためには、音程変換率を１．１６から０．８４の間を
変化させれば良いのである。さらにその変化のための時
間は、既述の如＜、５．１秒の倍の１０．２秒であれば
良い。

第５図は、音程変換器７（１）〜７（Ｎ）、　　８（１
）〜８（Ｎ）の音程変換率の実際を示している。すなわ
ち、各々の音程変換率は、−周期２ＴｏをＮで割った値
、ここではＴ。／８ずつその位相をずらせば良いのであ
る。具体的には既に書込んでいるデータを読出すタイミ
ングを制御すれば良い。

次にパンボンド９（１）〜９　（１１）、　１０（１）
〜１０（Ｎ）及びその制御信号である制御信号入力装置
１９の出力信号Ｔ３について第５図により説明する。

第６図は、音源が前方から後方に移動する場合を示して
おり、点Ｙ０で音圧が一６０ｄＢつまり全く聞こえない
ところからスタートし、人間に近づくに従い音圧が上昇
し、点ＹＩで音圧レベルがＯｄＢとなり、それ以後は後
方になり、点Ｙ２で音圧が一６０ｄＢとなり全く聞こえ
なくなり終了する状態を示している。つまり、方向から
言えば、点Ｙｏから点Ｙ）の間では前方に点Ｙ、から点
Ｙ２の間では後方となる。

すなわち、パンポンド９（１）〜９　（Ｎ）、　ｔｏ（
１）〜１０（Ｎ）は、２チャンネル信号、例えばｓ、（
１）と５ｓ（１）の電圧差を制御することにより、再生
された時の音像方向定位を変化させるものである。第７
図にパンポットを制御させた時のＳ７（＋）と５８（ｔ
）の電圧曲線を示す。

このように、目標速度を設定した場合、上記振幅制御値
や音程変化率をシステマチツクに設定しなければならな
いので、マイコンなどで構成する制御信号入力装置１９
の出力信号Ｔ、、Ｔ、、Ｔ、により、上記振幅制御器５
（１）〜５（Ｎ）、　　６（１）〜６（Ｎ）、音程変換
器７（１）〜７（Ｎ）、　　８（１）〜８（Ｎ）パンポ
ット９（１）〜９（Ｎ）、　１０（１）〜１０（Ｎ）を
全体として制御することが必要である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、カーオーディオの場合に
ように、人は地面に対して移動しているにもかかわらず
車室内では静止している状態の場合、あるいはゲーム機
のように、人が静止している場合、車の速度と同等また
は異なる速度で移動しているかのよう知覚させたり、ゲ
ーム機に映出される画像と同等の速度で移動しているよ
うに知覚させたりする移動感が得られ、異和感を感じる
ことなく、車の走行やゲームを楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における移動感発生装置のブ
ロック図、第２図、第６図は目標速度と音圧レベルの特
性図、第３図は振幅制御器の振幅制御エンベロープの時
間変化図、第４図は音程変化率の音源位置変化図、第５
図は音程変化率の時間変化図、第７図はパンポットと電
圧曲線の特性図、第８図、第９図はそれぞれ従来例の装
置のブロック図である。 ３．４・・・・・・分岐手段、５（１）〜５　（Ｎ）、
　　６　（１）〜６（Ｎ）・・・・・・振幅制御器、７
（１）〜７　（Ｎ）、　　８　（１）〜８（Ｎ）・・・
・・・音程変換器、９（１）〜９　（Ｎ）、　　１０（
１）〜ｔｏ（Ｎ）・・・・・・パンポット、１１．１２
．１３．１４・・・・・・加算器、１９・・・・・・制
御信号入力装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力端子から入力される信号をＮチャンネルに分岐する
   分岐手段と、前記分岐手段の出力信号を入力し、この入
   力信号に対して出力信号の振幅を変化させる振幅制御手
   段と、前記振幅制御手段の出力信号を入力し、この入力
   信号に対して出力信号の音程を変化させる音程変換手段
   と、前記音程変換手段の出力信号を入力し、この入力信
   号に対して第１および第２の出力信号を出力し、かつ第
   １および第２の出力信号間の電圧を変化させる電圧変化
   手段と、前記電圧変換手段のＮ個の第１の出力信号を加
   算する第１の加算手段と、Ｎ個の第２の出力信号を加算
   する第２の加算手段と、前記Ｎチャンネルの振幅制御手
   段音程変換手段および電圧変化手段を制御する制御信号
   入力装置とを備えた移動感発生装置。