JPH03247100A - 音響信号再生装置 - 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】 〔概　要〕 本発明はステレオ音響信号を再生する音響再生装置に関
し、直接音信号と反射音信号とを、各チャンネル毎にそ
れぞれ生成し、一方のチャンネルの直接音信号、該チャ
ンネルの反射音信号、及び他方のチャンネルの反射音信
号のレベルと位相をシフトさせた信号を、各チャンネル
毎に加算してそれぞれスピーカから再生することで、直
接音よりも反射音に広がり感を持たせて臨場感ある音の
再生を行う。

〔産業上の利用分野〕

本発明はステレオ音響信号を再生する音響再生装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来からステレオ音響信号を再生するステレオ音響再生
装置（以下、ステレオ再生装置と称する）が実用化され
ている。尚、このようなステレオ音響信号の信号源とし
ては、磁気テープ再生装置やＣＤ（コンパクトディスク
）再生装置等が用いられている。

このようなステレオ再生装置は、右チヤンネル音響信号
と左チヤンネル音響信号とを有するステレオ音響信号を
再生して臨場感のある音の再生を実現しようとするもの
である。一方、近年では右チャンネルと左チャンネルの
２チヤンネルだけでなく、聴取者の回りから聞こえる反
射音をも再生し、より一層臨場感のある音の再生を実現
する音場再生装置が実用化されている。

ここで、直接音、初期反射音、残響音について簡単に説
明する。第４図は直接音、初期反射音、残響音を説明す
るためのタイムチャートである。

尚、このタイムチャートは一例であり、設定しようとす
る場所又は音場によって異なっている（例えば、野外会
場を設定しようとする場合、残響音が殆どない）。

時刻ｔＱに音源からインパルス状の音が発生し、その後
時刻ｔ１に直接音が聴取点へ到達する。この直接音によ
って聴感上音源の位置が判断でき、音の定位が得られる
。

その後時間Ｔ１経過後の時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間
に壁や天井等にぶつかって反射した音、即ち初期反射音
が到達する。そして時刻ｔ３には、壁や天井に複数回反
射し聴取点の周囲から到達する残響音が聴取点へ到達す
る。この残響音は徐々に減衰して時刻ｔ４には消滅する
。これら初期反射音及び残響音によって臨場感が得られ
る。

以下、初期反射音と残響音とを反射音と総称して説明す
る。

第５図は音場再生装置を示すブロック図である。

音場再生装置１０は音響信号処理装置１とスピーカＦＬ
、ＦＲ，ＲＬ、ＲＲとから構成されている。

音響信号処理装置１は、図示せぬ信号源からのステレオ
音響信号から直接音、反射音を生成して、聴取者２の前
方に配置されるスピーカＦＬ、　　ＦＲから直接音及び
反射音を再生すると共に、スピーカＲＬ、ＲＲから反射
音のみを再生する。

このようにすることで、聴取者は演奏された音に対応す
る直接音が前方から聞こえることで前方に楽器音等が定
位して聞こえると共に、反射音が聴取者の回りから聞こ
えることで演奏会場の雰囲気が与えられ、受聴者は音場
再生装置ｌＯが設置されている部屋とは異なる空間（例
えば、コンサートホール）で演奏されているかのように
聞こえる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図に示すような音場再生装置１０ではスピーカを聴
取者の前方に２個、後方に２個設置しており、合計４個
のスピーカが必要となるため、コストが高くなるという
問題がある。

そこで、前方に設けられた左右一対のスピーカの間隔を
広げ、広がり感のある音響の再生を行うことが考えられ
る。しかしながらこのようにした場合、直接音と反射音
とが同じ範囲から聞こえてくることになる。

ここで一般の演奏会場では聴取者の前方の特定の範囲に
設けられたステージ上で演奏が行われることから考える
と、直接音については聴取者の前方の特定の範囲から聞
こえてくるべきであり、反射音は演奏会場の周囲の壁等
で反射して聴取者に到達するため、直接音よりはるかに
広い範囲から聞こえることが望ましい。

本発明は２つのスピーカにより直接音と反射音が聞こえ
てくる範囲をそれぞれ異ならせることができる音響信号
再生装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明は、ステレオ音響信
号を再生する装置において、 直接音信号と反射音信号とをそれぞれ出力する音響信号
発生手段と、 各チャンネルの反射音信号の位相及びレベルをそれぞれ
変化させる位相・レベルシフト手段と、一方のチャンネ
ルの直接音信号、該チャンネルの反射音信号、及び他方
のチャンネルの位相・レベルシフト手段の出力信号とを
加算する加算器と、各加算器の出力信号を再生するスピ
ーカとを具備することを特徴とするものである。

〔作　用〕 ステレオ音響信号に対してそれぞれレベルと位相とをシ
フトさせ、他方のチャンネルへ加えることで、スピーカ
からの再生音で生成される音場に広がりを持たせること
ができることが知られている。

そこで、位相・レベルシフト手段で反射音信号のレベル
と位相とをシフトさせ、加算器により一方のチャンネル
の直接音信号と該チャンネルの反射音信号と他方のチャ
ンネルの反射音信号の位相とレベルとをシフトさせたも
のを加算してスピーカから再生することで、反射音信号
を直接音信号よりも広がり感を持たせて再生することが
できる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。

ステレオ信号発生装置２０は、ステレオ方式における右
チャンネルのステレオ音響信号である音響信号ＳＲと左
チャンネルのステレオ音響信号である音響信号ＳＬとを
発生するものであり、例えば磁気テープ再生装置である
。尚、ステレオ信号発生装置２０から出力される音響信
号ＳＲ，ＳＬを直接音信号と称する。

反射音生成部２１．２２は直接音信号ＳＲ，ＳＬを元に
各チャンネル毎に反射音信号ＺＲ１，ＺＬ１を生成する
ものである。この反射音生成部２１．２２では、直接音
信号ＳＲ，ＳＬを遅延器、レベル変換器等を用いて処理
することにより第４図に示すような反射音を生成してい
る。

反射音変換部２３は反射音信号ＺＲＩ、ＺＬＩの位相、
レベルをシフトさせて、それぞれ反射音信号ＺＬＩ、Ｚ
ＲＩに加えることで反射音信号に広がり惑を持たせたワ
イド反射音信号ＺＬ２．　　ＺＲ２に変換するものであ
る。

加算器２５．２６は直接音信号ＳＲ，ＳＬとワイド反射
音信号ＺＲ２，ＺＬ２とをそれぞれ加算し、スピーカ３
０．３１へ与えるものである。

第３図は反射音変換部２３の詳細を示すブロック図であ
る。

バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４１．６１とＢＰＦ４２
．６２とＢＰＦ４３．６３は、反射音信号ＺＲＩ、ＺＬ
Ｉにおけるそれぞれ異なる周波数帯域（バンド）Ｂｌ、
Ｂ２．Ｂ３の信号を通過させるものである。これにより
反射音信号ＺＲＩとＺＬＩをそれぞれハンドＢ１〜Ｂ３
毎に分割してバンド信号ＲＢＩ〜ＲＢ３とＬＢＩ〜ＬＢ
３を形成する。

レベル変換器４４．６４はバンド信号ＲＢＩ。

ＬＢＩのレベルをハンドＢ１に対応するレベル量だけ変
化させるものであり、位相変換器４７．６７はレベル変
換器４４．６４の出力信号の位相をバンドＢ１に対応す
るシフト量だけ変化させた変換信号を出力するものであ
る。加算器５０．７０はそれぞれバンド信号ＲＢＩ、Ｌ
ＢＩと位相変換器６７．４７から出力された変換信号と
を加算するものである。即ち、加算器５０．７０は所定
のバンドにおいて、一方のチャンネルの反射音信号と他
方のチャンネルの反射音信号のレベル、位相を変化させ
た変換信号とをそれぞれ加算する。

またバンドＢ２では、レベル変換器４５．６５と位相変
換器４８．６８とはハンド信号ＲＢ２゜ＬＢ２のレベル
と位相とを変換した変換信号を出力し、加算器５１．７
１はバンド信号ＲＢ２．ＬＢ２と位相変換器６８．４８
から出力される変換信号を加算する。

更にバンドＢ３では、レベル変換器４６．６６と位相変
換器４９．６９とはバンド信号ＲＢ　３゜ＬＢ３のレベ
ルと位相とを変換した変換信号を出力し、加算器５２．
７２はバンド信号ＲＢ３．ＬＢ３と位相変換器６９．４
９から出力される変換信号を出力する。

このようにしてハンドＢ１〜Ｂ３毎に、一方のチャンネ
ルの反射音信号と他方のチャンネルの反射音信号のレベ
ル、位相を変化させた変換信号とをそれぞれ加算する。

そして、加算器５３によって加算器５０〜５２の出力信
号を加算してワイド反射音信号ＺＲ２を形成し、また加
算器７３によって加算器７０〜７２との出力を加算して
ワイド反射音信号ＺＬ２を形成する。

第２図は点音源に対する人間の両耳間におけるレベル差
及び位相差を示す特性図であり聴取者の正面からずれた
所定の位置に点音源を配置した場合の測定図である。

点音源からの音、即ち音波はその点音源を中心とする同
心円状に伝達して行き、聴取者はその同心円の接線に対
して垂直方向に音源があると認識している。また聴取者
の正面からずれた位置に点音源がある場合、その点音源
に近い側の耳に対する遠い側の耳での音波のレベル差は
第２図＋ａ）に示すように周波数ｆに応じて変化する。

同様に点音源に近い側の耳に対する他方の耳での音波の
位相差も周波数ｆに応じて変化する。

このため、スピーカ３０．３１からそれぞれ出力される
音波を、その合成波が聴取位置において第２図（ａｌ、
　（ｂｌに示す特性になるように調整すること、即ち各
バンド毎に設けられたレベル変換器４４〜４６．６４〜
６６によるレベルシフト量と位相変換器４７〜４９．６
７〜６９による位相シフト量を調整することにより、ス
ピーカ３０．３１から発生する音波の合成波を、両スピ
ーカの外側に見掛は上の点音源からの音波に近づけるこ
とができ、反射音信号ＺＲＩ、ＺＬＩがスピーカ３０゜
３１の外側に設けられた仮想線上のスピーカで再生され
ているようにすることができる。従って、まず所望の仮
想線上の所望の位置に点音源（スピーカ）を配置して、
聴取位置において第２図（ａ）。

（ｂ）に示すような周波数に対する両耳間レベル差及び
位相差を測定し、次にスピーカ３０．３１から出力され
る反射音の音波の合成波がその特性となるようにレベル
変換器４４〜４６．６４〜６６によるレベルシフト量と
位相変換器４７〜４９，６７〜６９による位相シフト量
を調整することにより所望の仮想音源を得ることができ
る。

尚、第３図に示す反射音変換部２３では周波数に応じた
変換すべきレベル量、位相シフト量を得るために、反射
音信号ＺＲＩ、ＺＬＩを３つのハンドＢ１〜Ｂ３に分け
てそれぞれで処理を施したが、反射音信号ＺＲＩ、ＺＬ
Ｉをさらに多ハンドに分割すれば第２図に示すような測
定した特性に近づけることができ、さらに理想的な音場
特性を得ることができる。

このように本実施例では、スピーカ３０．３１によって
再生される音の内、直接音に対応する直接音信号ＳＲ，
ＳＬはスピーカ３０．３１によってそのまま出力されて
スピーカ３０と３１との間に音源があるかのように再生
される。一方、反射音は反射音信号ＺＲＩ、ＺＬＩ及び
ワイド反射音信号ＺＲ２，ＺＬ２によりスピーカ３０．
３１よりも外側の位置に音源があるかのように再生され
る。従って、直接音に対して反射音が広い範囲から到達
しているようになり、演奏会場における直接音と反射音
の到達範囲に近づけることができて臨場感を向上させる
ことができる。

尚、本実施例では直接音については実質的にスピーカ３
０．３１の間に定位するようにしたが、直接音をスピー
カ３０．３１の外側に定位するように直接音を反射音変
換部２３のような処理を施してもよい。但しこの場合、
直接音が定位する範囲は、反射音が定位する範囲よりも
狭くするようにレベル変換部と位相変換部を設定するよ
うにする。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように本発明によれば、直接音は
スピーカによってそのまま出力されて一対のスピーカの
間に音源があるかのように再生され、かつ反射音は直接
音より広い範囲から到達するかのように再生されるため
、演奏会場における直接音と反射音の再生状況に近づけ
ることができて臨場感を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は点
音源に対する人間の両耳間における音のレベル差及び位
相差を示す特性図、第３図は反射音変換部２３の詳細を
示すブロック図、第４図は直接音、初期反射音、残響音
を説明するためのタイムチャート、第５図は音場再生装
置を示すブロック図である。 図中、２０ニステレオ信号発生装置、２１．２２＝反射
音再生部、２３：反射音変換部、２５２６．５０〜５３
．７０〜７３：加算器、３０゜３１：スピーカ、４１〜
４３．６１〜６３：ＢＰＦ、４４〜４６．６４〜６６：
レベル変換器、４７〜４９．６７〜６９：位相変換器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステレオ音響信号を再生する装置において、直接音信号
   と反射音信号とをそれぞれ出力する音響信号発生手段と
   、 各チャンネルの反射音信号の位相及びレベルをそれぞれ
   変化させる位相・レベルシフト手段と、一方のチャンネ
   ルの直接音信号、該チャンネルの反射音信号、及び他方
   のチャンネルの位相・レベルシフト手段の出力信号とを
   加算する加算器と、各加算器の出力信号を再生するスピ
   ーカとを具備することを特徴とする音響信号再生装置。