JPH06165296A

JPH06165296A - 音場信号再生装置

Info

Publication number: JPH06165296A
Application number: JP4308544A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Numazu; 浩子沼津; Mitsuhiko Serikawa; 光彦芹川; Akihisa Kawamura; 明久川村; Masaharu Matsumoto; 正治松本; Akira Tagami; 亮田上; Mikio Oda; 幹夫小田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-18
Filing date: 1992-11-18
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】実際に後方（または側方）にスピーカを配置
せずに、前方のスピーカのみで音質の劣化の無いサラウ
ンド効果を得る。【構成】聴者８の前方に配置された２個以上のスピ−
カ４，６を使用し、入力信号から作成された残響や反射
音等のサラウンド信号が聴者の側方または後方から来る
ように、聴者８の側方または後方から音が来たときの頭
部伝達関数をＦＩＲフィルタ１１、１２により実現す
る。更に、そのときの聴者に対して音の来る方向に近い
側の耳へのインパルス応答（左耳の場合Ｌ(t)、右耳の
場合R(t)）を前方のスピーカ４、６から聴者８の耳への
インパルス応答（左耳の場合ｈ1(t)、右耳の場合ｈ4
(t)）と等しくなるようにする。

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６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６において、聴者８から見てＬｃｈから
再生されるべき信号ＭL(t)２（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）にはスピーカ４が接続され、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、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】また、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の信号
Ｓ（ｔ）を作成するサラウンド作成回路１に入力されそ
の出力のサラウンド信号Ｓ（ｔ）は、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。まず、図６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。

【０００９】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。

【００１０】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)２
及びＭR(t)３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。

【００１１】

【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、再生する音が音再生手段の再生場所か
らの音として聞こえるため、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。

【００１２】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、再生する音が音再生手段の再生場所以外の場所から
の音として聞こえるようにできる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。

【００１３】

【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する少なくとも２つの調整手段
と、それぞれの調整手段に接続され、送信されてくる音
再生信号を所定の場所で音に再生する少なくとも２つの
音再生手段とを有し、調整手段は、聴者に対して、所定
の場所以外の場所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、音
再生信号として出力する音場信号再生装置である。

【００１４】

【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少なくとも２つの音信
号に分割し、調整手段が、分割された音信号をそれぞれ
入力し、聴者に対して、所定の場所以外の場所からの音
として聞こえるように、それら音信号の振幅及び遅延時
間をそれぞれ調整し、音再生信号として出力し、音再生
手段が、音再生信号を所定の場所で音に再生する。

【００１５】

【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。

【００１６】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、聴者８
から見てＬｃｈから再生されるべき信号ＭL(t)２及び、
聴者８から見てＲｃｈから再生されるべき信号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て（この分岐回路が分
割手段を構成する）、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、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11,12に入力される。ＦＩＲフィルタ11,12のｈL
(n)、ｈR(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
自然数である。）はＦＩＲフィルタ11、12にインパルス
を入力したときのインパルス応答である。

【００１７】ＦＩＲフィルタ11の出力信号ＳｈL(n)は、
２つに分岐されて一方は加算器15に入力され、他方は遅
延器13を介して別の加算器16に入力されＦＩＲフィルタ
12の出力信号ＳｈR(n)は、出力信号ＳｈL(n)と同様２つ
に分岐されて一方は加算器16に入力され、他方は遅延器
14を介して加算器15に入力されている。これら遅延手段
である遅延器13、14はＤＲＡＭなどを使用した循環メモ
リなどで構成され、入力されたディジタル信号をある時
間だけ遅延させるもので、τ1は遅延時間をサンプリン
グ周期で割ったものを示している。

【００１８】加算器15に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17が接続されている。他
方の加算器16には、Ｄ／Ａコンバータ18が接続されてい
る。また、加算手段である加算器15、16は複数の入力信
号を任意の割合で加算するものである。

【００１９】更に、Ｄ／Ａコンバータ17は加算器19に接
続され、加算器19はスピーカ４に接続され、加算器19に
は信号ＭL(t)２が入力されている。また、Ｄ／Ａコンバ
ータ18は加算器20に接続され、加算器20はスピーカ６に
接続され、加算器20には信号ＭR(t)３が入力されてい
る。これら加算器19、20が信号加算手段を構成し、スピ
ーカ４、６が音再生手段を構成している。

【００２０】次に、前方に置かれたスピ−カ４、６を用
いて聴者８の左後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。

【００２１】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
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。また、インパルス応答をフーリエ変換し
て周波数特性に変換したものを伝達関数と呼ぶ。）、ｈ
2(t)は、スピ−カ４と聴者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と聴
者８の右耳の位置におけるインパルス応答、27は聴者の
左後方に配置されたスピ−カ、ｈ5(t)は、スピ−カ27と
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27と聴者８の右耳の位置におけるインパル
ス応答である。他の図１、図６と同様の機能のものにつ
いては、同じ番号で示した。

【００２２】このような構成において、信号Ｓ(t) をス
ピ−カ27から放射した場合、聴者８の耳に到達する音
は、左耳Ｌ(t) では、

【００２３】

【数１】

【００２４】右耳Ｒ(t) では、

【００２５】

【数２】

【００２６】と表される（実際には、スピ−カ自身のイ
ンパルス応答なども畳み込まれることとなるが、これは
無視することとする。またスピ−カ等のインパルス応答
がｈ5(t)、ｈ6(t)に含まれていると考えても良い）。

【００２７】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) と表すと、（数１）、（数２）は次のようになる。

【００２８】

【数３】

【００２９】

【数４】

【００３０】ここでＮは、インパルス応答ｈ5(n)、ｈ6
(n)の長さである。また、同様に信号Ｓ(t) がスピ−カ
４、６から放射した場合、聴者８に到達する音は、左耳
Ｌ’(t) では、

【００３１】

【数５】

【００３２】右耳Ｒ’(t) では、

【００３３】

【数６】

【００３４】と表され、同様に、

【００３５】

【数７】

【００３６】

【数８】

【００３７】となる。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（こ
の前提は一般的に正しい）と、

【００３８】

【数９】

【００３９】のとき、

【００４０】

【数１０】

【００４１】

【数１１】

【００４２】のとき、

【００４３】

【数１２】

【００４４】となるので、スピーカ４とスピーカ６を用
いて、聴者８に対して左後方から聞こえるようにするた
めには、（数１０）と（数１２）を満たすように、ｈL
(n)，ｈR(n)を決定すれば良い。例えば、（数１０）、
（数１２）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Ｆ
ＦＴして伝達関数にしたものになる。ＦＩＲフィルタ1
1、12のインパルス応答以外は測定により得られることか
らＦＩＲフィルタ11、12のインパルス応答をこの２つの
（数１０）、（数１２）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、スピーカ
４からは信号Ｓ(n)とｈL(n)とを、スピーカ６からは信
号Ｓ(n)とｈR(n)とを畳み込んだものを放射することに
より、聴者８は実際に後方のスピ−カ27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。

【００４５】ここで実際に畳込み演算を行うのはＦＩＲ
フィルタ11、12である。このＦＩＲフィルタ11、12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22に、信号をτ時間だけ遅延させる遅延素子
23が直列に接続され、それら遅延素子23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
24が接続されている。それら乗算器24の他端は、複数の
入力信号を加算する加算器25に接続され、その加算器25
には加算された信号を出力する出力端子26が接続されて
いる。乗算器24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24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23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３）、（数４）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Ｆ
ＩＲ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３では省略している）。

【００４６】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。通常ＶＴＲ等から再生される２ｃｈ信号
ＭL(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２つの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、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２つの信号に分割して、上述したように、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、12に入力し、畳込み演算を行う。これらの結果は、
それぞれ２つに分岐され、一方はそのまま加算器15、16
に入力され、もう一方は遅延器13、14でそれぞれτ1の
遅延がかけられ、加算器16、15にそれぞれ入力され、あ
る一定の割合で加算される。つまり遅延されたものにつ
いては、遅延していないものとは左右が逆に設定されて
いる。このことにより遅延されていない信号ＳｈL(n)、
ＳｈR(n)により、聴者８に対して左側方（または後方）
に音が定位し、遅延のかかった信号を左右逆にしたＳｈ
R(n-τ1)、ＳｈL(n-τ1)により、聴者８に対して左側方
（または後方）の音からτ1だけ遅れて右側方（または
後方）に音が定位することになる。

【００４７】このように、それぞれの信号に時間差（す
なわち、ＳｈL(n)とＳｈL(n-τ1)との間、ＳｈR(n)とＳ
ｈR(n-τ1)との間）を与えることにより、左及び右の側
方（または後方）に音を定位するための信号を分離する
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Ｓ(t)はモノラル信号
であるので、仮に上記とは逆に左右の信号に時間差を与
えず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13、14
が必要である（τ1は約 10msec 程度がよい。）。

【００４８】次に加算器15、16の出力信号はＤ／Ａコン
バ−タ17、18 に入力され、ディジタル信号からアナロ
グ信号に変換され、その変換された信号とメイン信号Ｍ
L(t)２，ＭR(t)３がそれぞれ加算器19、20 に入力され
て加算され、スピ−カ４、６から出力される。ここでメ
イン信号ＭL(t)２，ＭR(t)３と、以上のように処理され
たサラウンド信号Ｓ(t) 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聴者の好みの調整が可能と
なる。

【００４９】このように、聴者８に対してその左側方
（または後方）に音が定位するように処理する２つのＦ
ＩＲフィルタ11、12のみを用いて（右側方または後方に
音が定位するように処理するＦＩＲフィルタを用いなく
ても）、それぞれのＦＩＲフィルタ11、12からの出力に
遅延をかけ左右逆に設定したものを加算することによ
り、聴者の左右の側方（または後方）に音を定位させる
ことができる。また、メイン信号との組み合わせで、よ
り臨場感がある音響再生が可能となる。

【００５０】また、上記実施例では、メイン信号ＭL(t)
２、ＭR(t)３及び、サラウンド信号の振幅及び遅延時間
が調整された信号の音再生信号は、それぞれ加算器19、2
0により加算し、それぞれ同じスピーカから再生した
が、これに代えて、メイン信号ＭL(t)２、ＭR(t)３を別
のスピーカでそれぞれ再生するようにしてもよい。

【００５１】また、上記実施例では、調整手段は２つで
あったが、これに限らず、音信号を分割手段で、例えば
３つ以上に分割して３つ以上の調整手段で処理して、３
つ以上のスピーカで再生するようにしても勿論よい。

【００５２】次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照しながら説明する。第１の実施例との相違点は、
図１におけるＦＩＲフィルタ11、12にある。第１の相違
点は、ＦＩＲフィルタ11,12で処理された信号をスピー
カ４、６から出力したとき、聴者８にとって音の聞こえ
てきた方向に近い側での耳（すなわち、音を左側方に定
位させた場合には聴者８の左耳、音を右側方に定位させ
た場合には聴者８の右耳）の位置での特性と、信号Ｓ
(t)を聴者８にとって前述の側でのスピーカ（すなわ
ち、音を左側方に定位させた場合にはスピーカ４、音を
右側方に定位させた場合にはスピーカ６）からそのまま
出力したときの、聴者８にとって前述の側での耳の位置
での特性とが等しくなるような処理を、ＦＩＲフィルタ
11、12が行うことである。また、第２の相違点は、信号
Ｓ(t)をＦＩＲフィルタ11,12で処理した信号をスピーカ
４、６から出力したときの聴者８の両耳での振幅周波数
特性の差が、信号Ｓ(t)をスピーカ27から出力したとき
の聴者８の両耳での振幅周波数特性の差と等しくなるよ
うな処理をＦＩＲフィルタ11、12が行うことである。

【００５３】次に、本発明の第２の実施例において、前
方に置かれたスピーカ４、６を用いて、聴者８の左側方
に音を定位させる方法について図４を用いて説明を行
う。

【００５４】図２における実施例との相違点はＦＩＲフ
ィルタ11,12のインパルス応答がそれぞれｈ'L(T)、ｈ'R
(t)となっている点である。また、信号Ｓ(t)をＦＩＲフ
ィルタ11、12で処理した信号をスピーカ４、６から出力
したときの、発振器1ー1から聴者８の左耳の位置までの
インパルス応答をＬ(t)とし、発振器1ー1から聴者８の右
耳の位置までのインパルス応答をＲ(t)とする。

【００５５】このような構成において、インパルス応答
Ｌ(t)と、信号Ｓ(t)をＦＩＲフィルタ11を通さずにスピ
ーカ４から出力したときの、信号Ｓ(t)から聴者８の左
耳の位置までのインパルス応答ｈ1(t)とを等しくするた
めには、

【００５６】

【数１３】

【００５７】が、満たされなければならない。また、イ
ンパルス応答Ｌ(t)、Ｒ(t)の振幅周波数特性の差が、信
号Ｓ(t)をスピーカ27から出力したときの信号Ｓ(t)から
聴者８の両耳の位置までのインパルス応答の両耳間での
振幅周波数特性の差と等しくなるためには、

【００５８】

【数１４】

【００５９】が、満たされなければならない（ここで、
Ｆはフーリエ変換を表し、時間領域から周波数領域への
変換を示す。）。また、このときのインパルス応答Ｒ
(t)は、

【００６０】

【数１５】

【００６１】となることが、（数１４）より導かれる。
（ここで、Ｆ^ー1は逆フーリエ変換を表し、周波数領域か
ら時間領域への変換を示す。）また、インパルス応答Ｌ
(t)は、

【００６２】

【数１６】

【００６３】インパルス応答Ｒ(t)は、

【００６４】

【数１７】

【００６５】で表されるので、（数１３）（数１６）よ
り、

【００６６】

【数１８】

【００６７】（数１５）（数１７）より、

【００６８】

【数１９】

【００６９】が導かれ、（数１３）と（数１５）を満た
すということは、（数１８）、（数１９）を満たすこと
と同等である。

【００７０】つまり、第２の実施例において、スピーカ
４、６を用いて聴者８に対して左側方から聞こえるよう
にするためには、（数１８）と（数１９）を満たすよう
に、ｈ'L(T)、ｈ'R(t)を決定すれば良い。

【００７１】このように、左側方に音源が存在するとき
の聴者の頭部伝達関数の両耳間振幅周波数特性差を、前
方の２つのスピーカで実現することにより、聴者に対し
て左側方からサラウンド信号が聞こえるようにでき、ま
たそれと同時に、そのときの聴者の左耳への伝達関数を
前方のスピーカから聴者の左耳への伝達関数と等しくな
るようにすることにより、前方に定位しているメイン信
号と左側方に定位しているサラウンド信号との音質の差
を無くすことができる。つまり、サラウンド信号を、音
質を劣化させることなく聴者の左側方に定位させること
ができるため、また前方に定位させたメイン信号と同等
の音質であるため、より自然な広がり感と臨場感を得る
ことができる。

【００７２】なお、上記実施例では聴者に対して左側方
にサラウンド信号を定位させたが、右に定位させる場合
には、同様に、

【００７３】

【数２０】

【００７４】

【数２１】

【００７５】が、導かれ、（数２０）と（数２１）を満
たすように、ｈ'L(T)、ｈ'R(t)を決定すれば良い。

【００７６】次に、本発明の第３の実施例について図面
を参照しながら説明する。第２の実施例との相違点は、
図１におけるＦＩＲフィルタ11、12にある。すなわち、
信号Ｓ(t)をＦＩＲフィルタ11,12で処理した信号をスピ
ーカ４、６から出力したときの聴者８の両耳間の音波到
達時間差及び音波到達レベル差が、信号Ｓ(t)をスピー
カ27から出力したときの聴者８の両耳間の音波到達時間
差及び音波到達レベル差と等しくなるような処理をＦＩ
Ｒフィルタ11、12が行うことである。

【００７７】次に、本発明の第３の実施例において、前
方に置かれたスピーカ４、６を用いて、聴者８の左側方
に音を定位させる方法について図５を用いて説明を行
う。

【００７８】図４における実施例との相違点はＦＩＲフ
ィルタ11,12のインパルス応答がそれぞれｈ''L(T)、
ｈ''R(t)となっている点である。第２の実施例と同様、
信号Ｓ(t)をＦＩＲフィルタ11、12で処理した信号をスピ
ーカ４、６から出力したときの、発振器1ー1から聴者８
の左耳の位置までのインパルス応答をＬ(t)とし、発振
器1ー1から聴者８の右耳の位置までのインパルス応答を
Ｒ(t)とする。

【００７９】このような構成において、インパルス応答
Ｌ(t)と、信号Ｓ(t)をＦＩＲフィルタ11を通さずにスピ
ーカ４から出力したときの、信号Ｓ(t)から聴者８の左
耳の位置までのインパルス応答ｈ1(t)とを等しくするた
めには、

【００８０】

【数２２】

【００８１】が、満たされなければならない。また、イ
ンパルス応答Ｌ(t)、Ｒ(t)それぞれのピークの時間の差
及びピークレベルの差が、信号Ｓ(t)をスピーカ27から
出力したときの信号Ｓ(t)から聴者８の両耳の位置まで
のインパルス応答の両耳間でのピークの時間の差τ及び
ピークレベルの差αと等しくなるためには、

【００８２】

【数２３】

【００８３】が、満たされなければならない。（ここ
で、τは信号Ｓ(t)をスピーカ27から出力したときの左
耳への到達時間から右耳への到達時間を引いたものであ
り、αは右耳への到達レベルを左耳への到達で割ったも
のである。通常左側方にスピーカ27がある場合、τ≦
０、α≦１である。）また、インパルス応答Ｌ(t)は、

【００８４】

【数２４】

【００８５】インパルス応答Ｒ(t)は、

【００８６】

【数２５】

【００８７】で表されるので、（数２２）（数２４）よ
り、

【００８８】

【数２６】

【００８９】（数２３）（数２５）より、

【００９０】

【数２７】

【００９１】が導かれ、（数２２）（数２３）を満たす
ということは、（数２６）（数２７）を満たすことと同
等である。

【００９２】つまり、第３の実施例において、スピーカ
４、６を用いて聴者８に対して左側方から聞こえるよう
にするためには、（数２６）（数２７）を満たすよう
に、ｈ''L(T)、ｈ''R(t)を決定すれば良い。

【００９３】このように、左側方に音源が存在するとき
の聴者の両耳間の音波到達時間差及び音波到達レベル差
を、前方の２つのスピーカで実現することにより、聴者
に対して左側方からサラウンド信号が聞こえるようにで
き、またそれと同時に、そのときの聴者の左耳への伝達
関数を前方のスピーカから聴者の左耳への伝達関数と等
しくなるようにすることにより、前方に定位しているメ
イン信号と左側方に定位しているサラウンド信号との音
質の差を無くすことができる。つまり、サラウンド信号
を、音質を劣化させることなく聴者の左側方に定位させ
ることができるため、また前方に定位させたメイン信号
と同等の音質であるため、より自然な広がり感と臨場感
を得ることができる。

【００９４】なお、上記実施例では聴者に対して左側方
にサラウンド信号を定位させたが、右に定位させる場合
には、同様に、

【００９５】

【数２８】

【００９６】

【数２９】

【００９７】が、導かれ、（数２８）（数２９）を満た
すように、ｈ''L(T)、ｈ''R(t)を決定すれば良い。

【００９８】なお、上記第１、第２、第３の実施例で
は、音信号としてサラウンド信号を用いて、聴者の前方
に配置されたスピーカから再生した場合に、その音が聴
者の側方または後方から聞こえるように、調整手段によ
って振幅及び遅延時間を調整したが、サラウンド信号に
限らず、音信号として例えば一般の録音された音信号な
どを用いて、それをスピーカの配置場所に関係なく、任
意の位置から音が聞こえるような装置として利用しても
よい。

【００９９】

【発明の効果】以上のように本発明は、サラウンド信号
等が聴者の側方または後方からから来る如く聴者が感じ
るように構成したため、聴者の前方に配置された２個以
上のスピ−カにより聴者の両耳における音の振幅と遅延
時間を調整することにより、側方または後方に実際にス
ピ−カを配置させて音を放射した場合と同様の音響効果
を得ることが可能となる。

【０１００】更にその調整の際、聴者にとって音が到来
する方向に近い側の耳への伝達関数を、スピーカから聴
者の前述の耳への伝達関数と等しくなるように調整する
ことにより、音質を劣化させることなく聴者の側方また
は後方に定位させることができる。

【０１０１】また、メイン信号との組み合わせにより臨
場感のある音響効果を得ることが可能となり、そのとき
側方または後方に定位させた音の音質が、前方に定位さ
せたメイン信号と同等の音質であるため、より自然な広
がり感と臨場感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるブロック図

【図２】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した図

【図３】ＦＩＲフィルタを説明した図

【図４】本発明の第２の実施例において前方に配置され
たスピーカにより左側方に音を定位させる方法を説明し
た図

【図５】本発明の第３の実施例において前方に配置され
たスピーカにより左側方に音を定位させる方法を説明し
た図

【図６】従来の音場信号再生装置のブロック図

【符号の説明】

１サラウンド作成回路２Ｌｃｈ信号３Ｒｃｈ信号４Ｌｃｈスピーカ５センタースピーカ６Ｒｃｈスピーカ７、１５、１６、１９、２０、２５加算器８聴者９、１０、２７スピーカ１１、１２ＦＩＲフィルタ１３、１４、２３遅延器２１Ａ／Ｄコンバータ１７、１８Ｄ／Ａコンバータ２２入力端子２４乗算器２６出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｒ 3/04 7346−5Ｈ 3/14 7346−5Ｈ (72)発明者松本正治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者田上亮大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小田幹夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【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する
少なくとも２つの調整手段と、それぞれの調整手段に接
続され、送信されてくる音再生信号を所定の場所で音に
再生する少なくとも２つの音再生手段とを有し、前記調
整手段は、聴者に対して、前記所定の場所以外の場所か
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し、前記音再生信号と
して出力することを特徴とする音場信号再生装置。
【請求項２】調整手段は、この調整手段から出力された
音再生信号を所定の場所で音再生手段にて再生したとき
の聴者の両耳の位置でのそれぞれの特性が、前記所定の
場所以外に実際に音源を置いて前記音信号を再生したと
きの聴者の両耳の位置でのそれぞれの特性と等しくなる
ように、分割された音信号の振幅及び遅延時間をそれぞ
れ調整することを特徴とする請求項１記載の音場信号再
生装置。
【請求項３】調整手段は、この調整手段から出力された
音再生信号を所定の場所で音再生手段にて再生したとき
に聴者にとって音の聞こえてきた方向に近い側の耳の位
置での特性が、分割された音信号を調整手段を通さずに
前記所定の場所で前記音再生手段にて再生したときの聴
者の同じ側の耳の位置での特性と等しくなるように、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
することを特徴とする請求項１記載の音場信号再生装
置。
【請求項４】調整手段は、この調整手段から出力された
音再生信号を所定の場所で音再生手段にて再生したとき
の聴者の両耳の位置でのそれぞれの振幅周波数特性の差
が、前記所定の場所以外に実際に音源を置いて前記音信
号を再生したときの聴者の両耳の位置でのそれぞれの振
幅周波数特性の差と等しくなるように、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ことを特徴と
する請求項１または請求項３記載の音場信号再生装置。
【請求項５】調整手段は、調整手段から出力された音再
生信号を所定の場所で音再生手段にて再生したときの聴
者の両耳の位置でのそれぞれの音圧差と到達時間差が、
前記所定の場所以外に実際に音源を置いて音信号を再生
したときの聴者の両耳の位置でのそれぞれの音圧差と到
達時間差とそれぞれ等しくなるように、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ことを特徴と
する請求項１または請求項３記載の音場信号再生装置。