JPH0543700U - 音場制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 臨場感に富んだ音響再生を可能とする。 【構成】 音響信号源１１からの基本音の音響信号に、
該音響信号に基づいて作成された初期反射音や残響音な
どの効果音を付加して音響再生を行うにあたって、前記
効果音の音響信号のうち、８ｋＨｚ付近の成分を強調す
る。前記８ｋＨｚ付近の音響は、聴取者が音像を頭上方
向に感じることができる帯域であり、したがって、この
帯域を強調することによって聴取者は効果音が頭上を含
む全周から到来しているものと知覚することができる。
これによって、効果音が頭上から降り注ぐように感じる
ことができ、臨場感に富んだ音響再生を行うことができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車載用として好適に実施され、音場に拡がりを持たせて臨場感のあ る音響再生を行うようにした音場制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、特に車載用の音響再生装置において、ラジオ受信機や磁気テープ再 装置からの音響信号を基本音の音響信号として、この基本音の音響信号に初期反 射音や残響音などの効果音の音響信号を付加して臨場感のある音響再生を行うよ うにした構成が用いられている。また、さらに臨場感を向上するために、聴取位 置の前方側または後方側のいずれか一方だけでなく、前方側および後方側の両方 にスピーカを配置し、これらのスピーカによって聴取位置を取囲むようにした構 成も用いられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のような構成によっても、特に車載用の音響再生装置の場 合には、各スピーカの配置される平面は聴取者の頭部よりも下方であり、したが って頭上から到来する音響に乏しく、立体的な雰囲気に欠ける。

【０００４】 本考案の目的は、立体的な雰囲気を演出し、臨場感に富んだ音響再生を行うこ とができる音場制御装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、音響信号源からの基本音の音響信号を演算処理して、初期反射音お よび残響音を含む効果音の音響信号を作成し、前記基本音の音響信号に付加する 音場制御装置において、 前記効果音の音響信号のうち、聴取者の聴感上、頭上に音源方向を感じる予め 定める周波数帯域の成分を強調することを特徴とする音場制御装置である。

【０００６】 また本考案の前記予め定める周波数帯域は、８ｋＨｚ付近であることを特徴と する。

【０００７】

【作用】

本考案に従えば、ラジオ受信機や磁気テープ再生装置などの音響信号源からの 基本音の音響信号に遅延演算や減衰演算などの演算処理が施されて、初期反射音 や残響音などの効果音の音響信号が作成される。

【０００８】 こうして作成された効果音の音響信号は、聴取者が聴感上、頭上に音源方向を 感じることができる、たとえば８ｋＨｚ付近の予め定める周波数帯域成分が強調 された後、前記基本音の音響信号に付加されて再生される。したがって、聴取者 は効果音の音源方向を頭上にも感じることができ、効果音が頭上から降り注ぐよ うに到来するような感じを受けることができる。こうして立体的な雰囲気を演出 し、臨場感に富んだ音響再生を行うことができる。

【０００９】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例の車載用音響再生装置１の電気的構成を示すブロッ ク図である。自動車の車室２内において、運転席３および助手席４の前方に配置 されているインストゥルメントパネル５には、左前方チャネルのスピーカＳＦＬ と、右前方チャネルのスピーカＳＦＲとが設けられている。また、前記運転席３ および助手席４の後方に配置されているリアトレイ６上には、左後方チャネルの スピーカＳＲＬと、右後方チャネルのスピーカＳＲＲとが設けられている。

【００１０】 磁気テープ再生装置やラジオ受信機などの音響信号源１１からは、ライン１２ に左チャネルの音響信号が導出され、ライン１３に右チャネルの音響信号が導出 される。これら両チャネルの音響信号は、アナログ／デジタル変換器ＡＤＬ，Ａ ＤＲでそれぞれデジタル音響信号に変換された後、信号処理装置１４に入力され る。

【００１１】 前記信号処理装置１４は、いわゆるデジタルシグナルプロセッサなどで実現さ れ、対応してメモリ１５が設けられている。また入力部１７からの入力操作に応 答して、信号処理装置１４の演算処理動作を制御するための制御部１８が設けら れている。信号処理装置１４は、前記制御部１８からの制御信号に応答して、メ モリ１５を用いて遅延演算や減衰演算などを行い、後述するようにして効果音の 音響信号を作成し、前記音響信号源１１からの音響信号に付加する。

【００１２】 信号処理装置１４からは、左前方、左後方、右前方および右後方の各チャネル のデジタル音響信号が導出される。前記各チャネルのデジタル音響信号は、それ ぞれデジタル／アナログ変換器ＤＡＦＬ，ＤＡＲＬ；ＤＡＦＲ，ＤＡＲＲでアナ ログ音響信号に変換された後、電力増幅器ＡＰＦＬ，ＡＰＲＬ；ＡＰＦＲ，ＡＰ ＲＲ（以下、総称するときは参照符ＡＰで示す）で増幅された後、対応する各チ ャネルのスピーカＳＦＬ，ＳＲＬ；ＳＦＲ，ＳＲＲに与えられて音響化される。

【００１３】 図２は、信号処理装置１４内での信号処理動作を説明するための機能ブロック 図である。前記アナログ／デジタル変換器ＡＤＬ，ＡＤＲからの左右各チャネル のデジタル音響信号は、音場制御部Ｕ１に入力される。前記音場制御部Ｕ１は、 初期反射音生成部Ｕ２と、残響音生成部Ｕ３と、チャネルセパレータＵ４とを含 んで構成されている。

【００１４】 初期反射音生成部Ｕ２は、入力音響信号を後述するようにして演算処理し、初 期反射音の音響信号を作成する。また残響音生成部Ｕ３は、入力音響信号を後述 するように演算処理し、残響音の音響信号を作成する。こうして作成された初期 反射音および残響音の左右両チャネルの音響信号は、前記デジタル／アナログ変 換器ＡＤＬ，ＡＤＲからの直接音の音響信号にそれぞれ付加されて、チャネルセ パレータＵ４に入力される。チャネルセパレータＵ４は、左右両チャネルの入力 音響信号に基づいて、左前方、左後方、右前方および右後方の各チャネルの音響 信号を作成する。

【００１５】 チャネルセパレータＵ４からの左前方チャネルの効果音の音響信号は、イコラ イザＦＦＬで８ｋＨｚ付近の成分が、たとえば３ｄＢだけ強調された後、係数器 ＢＦＬで係数ｂＦＬが乗算される。この係数器ＢＦＬからの音響信号は、前記ア ナログ／デジタル変換器ＡＤＬからの基本音の音響信号が係数器ＡＦＬで係数ａ ＦＬが乗算された音響信号に加算された後、前記デジタル／アナログ変換器ＤＡ ＦＬへ出力される。

【００１６】 同様に、チャネルセパレータＵ４からの左後方チャネルの音響信号は、イコラ イザＦＲＬを介して係数器ＢＲＬに入力され、この係数器ＢＲＬで係数ｂＲＬが 乗算された後、係数器ＡＲＬで係数ａＲＬが乗算された基本音の音響信号に加算 された後、デジタル／アナログ変換器ＤＡＲＬへ出力される。また右前方チャネ ルの音響信号は、イコライザＦＦＲを介して係数器ＢＦＲに入力され、係数ｂＦ Ｒが乗算された後、係数器ＡＦＲで係数ａＦＲが乗算されたアナログ／デジタル 変換器ＡＤＲからの右チャネルの基本音の音響信号に加算され、デジタル／アナ ログ変換器ＤＡＦＲへ出力される。さらにまた、右後方チャネルの音響信号は、 イコライザＦＲＲを介して係数器ＢＲＲに入力され、係数ｂＲＲが乗算された後 、係数器ＡＲＲで係数ａＲＲが乗算された前記右チャネルの基本音の音響信号に 加算され、デジタル／アナログ変換器ＤＡＲＲへ出力される。

【００１７】 図３は、初期反射音生成部Ｕ２および残響音生成部Ｕ３の機能を詳細に説明す るためのブロック図である。前記アナログ／デジタル変換器ＡＤＬ，ＡＤＲから の左右各チヤネルの基本音の音響信号は、加算器２１で加算されてモノラル音響 信号とされた後、初期遅延器２２に入力される。初期遅延器２２は、前記モノラ ル音響信号を、図４において参照符ＳＤで示される前記基本音の音響信号から予 め定める時間Ｔ１だけ遅延させた後、左右各チャネル毎に設けられた遅延メモリ ＤＬ，ＤＲへ出力する。

【００１８】 前記遅延メモリＤＬは複数のメモリセルＤＬ１，ＤＬ２，…，ＤＬｎから構成 されており、各メモリセルＤＬ１〜ＤＬｎは、それぞれ予め定める時間ΔＴＬ１ ，ΔＴＬ２，…，ΔＴＬｎだけ入力音響信号を遅延する。各メモリセルＤＬ１〜 ＤＬ（ｎ−１）の出力は、それぞれ次段のメモリセルＤＬ２〜ＤＬｎに与えられ る。また各メモリセルＤＬ１〜ＤＬｎの出力は、係数器ＱＬ１〜ＱＬｎをそれぞ れ介して、加算器２３で加算される。各係数器ＱＬ１〜ＱＬｎでは、対応するメ モリセルＤＬ１〜ＤＬｎからの出力を予め定める係数ｑＬ１〜ｑＬｎで乗算した 後、前記加算器２３へ出力する。

【００１９】 なお、遅延メモリＤＲは前記遅延メモリＤＬと同様に構成されており、ただし 各メモリセルＤＲ１〜ＤＲｎの遅延時間はΔＴＲ１〜ΔＴＲｎに選ばれ、また係 数器ＱＲ１〜ＱＲｎでの係数はそれぞれｑＲ１〜ｑＲｎに選ばれている。各係数 器ＱＲ１〜ＱＲｎからの出力は、加算器２４で加算される。

【００２０】 また前記初期遅延器２２は、入力された基本音のモノラル音響信号を予め定め る時間Ｔ２だけ遅延した後、加算器２５へ出力する。加算器２５からの出力は、 遅延メモリ２６で比較的短い予め定める時間ΔＴａだけ遅延された後、ライン２ ８へ出力される。この出力は、係数器２７で係数ｑａが乗算された後、前記加算 器２５に帰還されている。

【００２１】 前記遅延メモリ２６からライン２８を介する出力は、加算器２９で前記加算器 ２３からの出力と加算された後、左チャネルの効果音の音響信号として、チャネ ルセパレータＵ４に与えられるとともに、遅延メモリ３０で予め定める時間ΔＴ ｂだけ遅延された後、加算器３１で前記加算器２４からの出力と加算されて右チ ャネルの効果音の音響信号としてチャネルセパレータＵ４に入力される。

【００２２】 したがって、たとえば左チャネルのみについて考えると、図４で示されるよう に、参照符ＳＤで示される基本音から時間Ｔ１＋ΔＴＬ１後に参照符ＳＬ１で示 される最初の初期反射音が形成された後、時間ΔＴＬ２，ΔＴＬ３，…，ΔＴＬ ｎ後に、それぞれ初期反射音ＳＬ２，ＳＬ３，…，ＳＬｎが形成される。各反射 音ＳＬ１〜ＳＬｎのレベルは、前記係数ｑＬ１〜ｑＬｎによって決定される。各 反射音ＳＬ１〜ＳＬｎは、音響空間を形成する天井、壁面、床面などで反射され る音響の複数の各反射経路に対応している。

【００２３】 また、前記基本音ＳＤから時間Ｔ２後からは、前記時間ΔＴａ毎に係数ｑａず つ減衰してゆく残響音Ｓａが形成される。同様に右チャネルについても、前記時 間ΔＴＲ１〜ΔＴＲｎ毎の初期反射音と、左チャネルよりも時間ΔＴｂだけ遅れ た残響音Ｓａが形成される。

【００２４】 なお、前記時間Ｔ１，Ｔ２；ΔＴＬ１〜ΔＴＬｎ；ΔＴＲ１〜ΔＴＲｎ；ΔＴ ａ，ΔＴｂおよび係数ｑＬ１〜ｑＬｎ；ｑＲ１〜ｑＲｎ；ｑａは、入力部１７か らの入力操作に応答して、制御部１８によって設定される。またこのようなデジ タル信号処理の定数を変更することによって、たとえばホール、スタジアム、チ ャーチおよびライブハウスなどの効果音特性を疑似的に再現することができる。

【００２５】 また、前記各イコライザＦＦＬ、ＦＲＬ；ＦＦＲ，ＦＲＲ（以下、総称すると きは参照符Ｆで示す）のゲインおよび鋭度（Ｑ）は、前記効果音特性の選択に対 応して設定される。本考案では、前記効果音特性がチャーチモードに選択されて いる場合にのみ、各イコライザＦのゲインおよび鋭度を高く設定する。同様に、 各係数器ＢＦＬ，ＢＲＬ，ＢＦＲ，ＢＲＲ（総称するときは参照符Ｂで示す）； ＡＦＬ，ＡＲＬ，ＡＦＲ，ＡＲＲ（総称するときは参照符Ａで示す）の各係数ｂ ＦＬ，ｂＲＬ，ｂＦＲ，ｂＲＲ；ａＦＬ，ａＲＬ，ａＦＲ，ａＲＲは、前記効果 音特性の選択に対応して設定される。

【００２６】 したがってチャーチモードでは、運転席３および助手席４に図５で示すような 音場が形成される。すなわち、参照符Ｊで示される基本音の音場は聴取位置の前 方に拡がり、参照符Ｊａで示される効果音の音場は聴取位置の全周に拡がる。ま たイコライザＦによって８ｋＨｚ付近の成分を強調することによって、聴取者３ ａ，４ａは効果音の到来方向を上方にも感じ、これによって音響が上方から降り 注ぐような臨場感に富んだ音響再生を行うことができる。

【００２７】 すなわちこれは、図６で示す各周波数に対する聴取者の音像の知覚方向の変化 によるものである。図６は、２００Ｈｚ〜１６ｋＨｚまでの連続掃引信号を放射 するスピーカの前に座った聴取者３ａ，４ａの音像の知覚方向の軌跡を示す図で あり、同図から明らかなように、８ｋＨｚ付近の音像は頭上に定位するように感 じるためである。したがって、前述のようにこの８ｋＨｚ付近の成分を強調する ことによって、上述のように臨場感に富んだ音響再生装置を行うことができる。

【００２８】 図７は本考案の他の実施例の車載用音響再生装置１ａの電気的構成を示すブロ ック図であり、この実施例は前述の実施例に類似し、対応する部分には同一の参 照符を付す。注目すべきはこの実施例では、信号処理装置１４ａは効果音の付加 とチャネル分割を行う前記音場制御部Ｕ１のみによって構成されている。したが って各チャネルの音響信号は、アナログ音響信号に変換された後、前記各イコラ イザＦおよび係数器Ｂに入力される。また各係数器Ｂからの音響信号は各係数器 Ａを介する対応するチャネルの基本音の音響信号と加算された後、対応するチャ ネルの電力増幅器ＡＰに入力される。

【００２９】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、基本音の音響信号を演算処理して作成した初期 反射音や残響音などの効果音の音響信号のうち、聴取者が聴感上、頭上に音源方 向を感じることができる、たとえば８ｋＨｚ付近の周波数帯域の成分を強調して 音響化するので、聴取者は頭上にも効果音の音源方向を感じることができる。し たがって、効果音が頭上から降り注ぐような立体的な雰囲気を演出することがで き、臨場感に富んだ音響再生を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の車載用音響再生装置１の電
気的構成を示すブロック図である。

【図２】信号処理装置１４内での信号処理動作を説明す
るための機能ブロック図である。

【図３】初期反射音生成部Ｕ２および残響音生成部Ｕ３
の機能を詳細に説明するためのブロック図である。

【図４】効果音の音響スペクトルを示す図である。

【図５】チャーチモードにおける音源の拡がりを説明す
るための平面図である。

【図６】音響の周波数変化に対する聴取者の音像の知覚
方向の変化を説明するための図である。

【図７】本考案の他の実施例の車載用音響再生装置１ａ
の電気的構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，１ａ 車載用音響再生装置 ２ 車室 ３ａ，４ａ 聴取者 １１ 音響信号源 １４，１４ａ 信号処理装置 １８ 制御部 ＡＦＬ，ＡＲＬ，ＡＦＲ，ＡＲＲ；ＢＦＬ，ＢＲＬ，Ｂ
ＦＲ，ＢＲＲ 係数器 ＦＦＬ，ＦＲＬ，ＦＦＲ，ＦＲＲ イコライザ Ｕ１ 音場制御部 Ｕ２ 初期反射音生成部 Ｕ３ 残響音生成部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響信号源からの基本音の音響信号を演
   算処理して、初期反射音および残響音を含む効果音の音
   響信号を作成し、前記基本音の音響信号に付加する音場
   制御装置において、 前記効果音の音響信号のうち、聴取者の聴感上、頭上に
   音源方向を感じる予め定める周波数帯域の成分を強調す
   ることを特徴とする音場制御装置。
2. 【請求項２】 前記予め定める周波数帯域は、８ｋＨｚ
   付近であることを特徴とする請求項１記載の音場制御装
   置。