JPH06225397A

JPH06225397A - 音場制御装置

Info

Publication number: JPH06225397A
Application number: JP5009993A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Taira; 正明平
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の聴取者が同一の場所で同時にテレビや
ステレオ等の音響機材を楽しむ場合に、夫々の聴取者の
音量、音質及び音の響きの程度等の音に対する好みに応
じて音場を制御することのできる音場制御装置を提供す
ることを目的とする。【構成】ｎ（ｎは２以上の自然数）個の聴取位置に対
して音響信号を放射する２ｎまたは２ｎ＋１個の電気・
音響変換手段と、２以上２ｎ個以下の音響信号を前記ｎ
個の聴取位置に対して夫々予め独立して設定された相異
なる特性となるように処理して前記電気・音響変換手段
に供給する信号処理手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】複数の聴取者が同一の場所でテレ
ビやステレオを楽しむ場合に、夫々の聴取者の、音量、
音質及び音の響きの程度等の、音に対する好みに応じ
て、音場を制御することのできる音場制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平４−５６５００号公報（Ｈ
０４Ｓ１／００）には２人の聴取者に対して４本の
スピーカを用いて、２本のスピーカに対して理想的な位
置関係にある聴取状態に制御する手段が開示されてい
る。

【０００３】以下斯かる手段についてその原理を説明す
る。図５に示すように理想的なスピーカ配置にある場
合、右側のスピーカＳｐ．（Ｒ）を含み該スピーカＳ
ｐ．（Ｒ）から聴取者の右耳までの伝達関数Ｋ（Ｒ
Ｒ）、スピーカＳｐ．（Ｒ）を含み該スピーカＳｐ．
（Ｒ）から聴取者の左耳までの伝達関数をＫ（ＲＬ）、
スピーカＳｐ．（Ｌ）を含み該スピーカＳｐ．（Ｌ）か
ら聴取者の右耳までの伝達関数をＫ（ＬＲ）、スピーカ
Ｓｐ．（Ｌ）を含み該スピーカＳｐ．（Ｌ）から聴取者
の左耳までの伝達関数をＫ（ＬＬ）、スピーカＳｐ．
（Ｒ）、Ｓｐ．（Ｌ）に夫々供給する音響信号をＩｎｐ
ｕｔ（１）、Ｉｎｐｕｔ（２）とするとき、聴取者の右
耳の入力音圧Ｅ（Ｒ）、左耳の入力音圧Ｅ（Ｌ）は次の
ように表すことができる。

【０００４】

【数１】

【０００５】また、４本のスピーカ（スピーカ（１）〜
（４））を用いて２人の聴取者（聴取者（１）及び聴取
者（２）が聴取する場合、スピーカ（１）を含み該スピ
ーカ（１）から聴取者（１）の右耳までの伝達関数をＨ
１１、スピーカ（１）を含み該スピーカ（１）から聴取
者（１）の左耳までの伝達関数をＨ１２、スピーカ
（２）を含み該スピーカ（２）から聴取者（１）の右耳
までの伝達関数をＨ２１、スピーカ（２）を含み該スピ
ーカ（２）から聴取者（１）の左耳までの伝達関数をＨ
２２、スピーカ（３）を含み該スピーカ（３）から聴取
者（１）の右耳までの伝達関数をＨ３１、スピーカ
（３）を含み該スピーカ（３）から聴取者（１）の左耳
までの伝達関数をＨ３２、スピーカ（４）を含み該スピ
ーカ（４）から聴取者（１）の右耳までの伝達関数をＨ
４１、スピーカ（４）を含み該スピーカ（４）から聴取
者（１）の左耳までの伝達関数をＨ４２とし、聴取者
（２）に対しても同様に伝達関数Ｈ１３、Ｈ１４、Ｈ２
３、Ｈ２４、Ｈ３３、Ｈ３４、Ｈ４３、Ｈ４４を定義す
る。

【０００６】この条件のもとでスピーカ（１）〜（４）
に供給される信号をＯｕｔｐｕｔ（１）〜（４）とする
と聴取者（１）の右耳の入力音圧Ｅ（１）、聴取者
（１）の左耳の入力音圧Ｅ（２）、聴取者（２）の右耳
の入力音圧Ｅ（３）、聴取者（２）の左耳の入力音圧Ｅ
（４）は次のように表すことができる。

【０００７】

【数２】

【０００８】そしてこの数２を行列を用いて次のように
表すことができる。

【０００９】

【数３】

【００１０】ところで聴取者（１）及び聴取者（２）に
理想的なスピーカ配置と同じ音波が届くためには

【００１１】

【数４】

【００１２】となれば良い。従って理想状態での入力音
圧は行列を用いて次のように表すことができる。

【００１３】

【数５】

【００１４】さてＩｎｐｕｔ（１）、（２）からＯｕｔ
ｐｕｔ（１）〜（４）を作成する信号処理部に係数がＣ
ｉｊで表されるフィルタを用いた場合、各聴取者
（１）、（２）での耳の音圧は次のように表すことがで
きる。

【００１５】

【数６】

【００１６】

【数７】

【００１７】なお、式６においてＥｃは係数Ｃｉｊを用
いた時の各聴取者（１）、（２）についての耳の音圧を
表している。そして前記式４と式６とは理想状態では等
しくなることから、

【００１８】

【数８】

【００１９】が得られる。即ち斯かる式７を満足するよ
うな信号処理を行うことに依り、聴取者（１）、（２）
にはあたかも理想的な配置のスピーカから音響信号が放
射されているようにすることが可能となる。

【００２０】しかしながらこのように各聴取者に対して
同一の音場を再生することは各人の好みに応じない制御
を行うことになり、ある人に対しては満足のいく音場を
再生できても、他の人には不満を残す惧れがあった。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の問題点に鑑みなされたもので、複数の聴取者が
同一の場所で同時にテレビやステレオ等の音響機材を楽
しむ場合に、夫々の聴取者の音量、音質及び音の響きの
程度等の音に対する好みに応じて音場を制御することの
できる音場制御装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明はｎ（ｎは２以上
の自然数）個の聴取位置に対して音響信号を放射する２
ｎまたは２ｎ＋１個の電気・音響変換手段と、２以上２
ｎ個以下の音響信号を前記ｎ個の聴取位置に対して夫々
予め独立して設定された相異なる特性となるように処理
して前記電気・音響変換手段に供給する信号処理手段と
を有する構成である。

【００２３】

【作用】上記の構成に依れば従来技術の中で説明した式
４において希望の伝達関数を複数の聴取者に対して同一
に特性を設定した信号処理手段を設けるのではなく、夫
々の聴取者に対して独立に希望の特性を設定して信号処
理手段を構成したので、夫々の聴取者に対して音量、音
質及び音の響きの程度等の音に対する好みに応じた音場
の制御が行えるようになる。

【００２４】

【実施例】以下本発明の音場制御装置を一実施例につい
て図面に基づき詳細に説明する。

【００２５】まず図１は装置の全体を説明する概略ブロ
ック図であり、１は信号処理部であり２以上２ｎ（ｎは
２以上の自然数）個の音響入力信号Ｉｎｐｕｔ（１）〜
（２〜２ｎ）をフィルタリングして２ｎまたは２ｎ＋１
個の音響出力信号Ｏｕｔｐｕｔ（１）〜（２ｎ，２ｎ＋
１）を得る適応差分ＰＣＭ方式等に用いられるデジタル
フィルタを有する信号処理部、２はこの信号処理部１の
フィルタ係数Ｃ等の制御を行う制御部であり、前記音響
出力信号Ｏｕｔｐｕｔ（１）〜（２ｎ，２ｎ＋１）は、
同数の電気・音響変換手段としてのスピーカ（１）〜
（２ｎ，２ｎ＋１）に入力され、該スピーカ（１）〜
（２ｎ，２ｎ＋１）を駆動する。

【００２６】ここで、音響出力信号やスピーカの数に２
ｎ＋１を用いることについて少し説明する。自由音場
（無響状態）で、２ｎ個の伝達関数を正確に制御するた
めには一般に２ｎの制御系（スピーカ）が必要とされる
が、響きのある室内において正確に伝達関数を制御する
ために２ｎ＋１個の制御系が必要とされる。本発明の場
合、制御しようとする音場はこれら両方の場合を対象と
しているため２ｎまたは２ｎ＋１個のスピーカを用いる
ことにした。

【００２７】前記図１においてＨｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２
・・・）は前記スピーカ（１）〜（２ｎ，２ｎ＋１）か
ら聴取者（１）〜（２ｎ）に到達するまでの伝達関数を
表している。そしてこのＨｉｊは再生音場のスピーカか
ら聴取者までの伝達関数であり、後述の具体例１〜３に
関係なく一定であると考えることにする。

【００２８】［具体例１］次に具体的に聴取者数２、音
響信号入力数２、スピーカ個数４の場合に、夫々の聴取
者に独立に音圧周波数特性を補正する第１の実施例につ
いて図３、図４を用いて説明する。

【００２９】聴取者（１）及び聴取者（２）の音圧周波
数特性の好みを夫々図３に示す音圧周波数特性曲線Ｆ
１、Ｆ２とする。このときの前出の式４における希望の
伝達関数行列Ｋを新たに次のように設定する。

【００３０】

【数９】

【００３１】前出の式７に依り、信号処理部１のフィル
タ係数行列Ｃは図１の伝達関数Ｈｉｊと前記行列Ｋを用
いて直に求められ、かかるフィルタ係数Ｃを有する信号
処理部１に依って音響信号出力Ｏｕｔｐｕｔ（１）〜
（４）を４つのスピーカ（１）〜（４）に出力し、該ス
ピーカ（１）〜（４）を駆動することに依って、聴取者
（１）（２）の夫々の好みに応じた音圧の音場を作り出
すことができる。

【００３２】［具体例２］前記具体例１の条件で聴取者
（２）に対しては音響信号が検出できない、即ち無音状
態にする場合を考える。このとき０（係数）の伝達関数
をＫ００とし前出の式４における希望の伝達関数行列Ｋ
を次のように設定する。

【００３３】

【数１０】

【００３４】前出の式７に依り、信号処理部１のフィル
タ係数行列Ｃは図１の伝達関数Ｈｉｊと前記行列Ｋを用
いて直に求められ、かかるフィルタ係数Ｃを有する信号
処理部１に依って音響信号出力Ｏｕｔｐｕｔ（１）〜
（４）を４つのスピーカ（１）〜（４）に出力し、該ス
ピーカ（１）〜（４）を駆動することに依って、聴取者
（１）には音圧周波数特性Ｆ１を有する音場が提供さ
れ、聴取者（２）の位置では入力音圧を０、即ち無音状
態にすることができる。［具体例３］今度は聴取者数２、音響信号入力数４、ス
ピーカ個数４の場合において、聴取者（１）には音響信
号Ｉｎｐｕｔ（１），Ｉｎｐｕｔ（２）のみを前記図５
の理想配置に制御し、聴取者（２）には音響信号Ｉｎｐ
ｕｔ（３）、Ｉｎｐｕｔ（４）のみを前記図５の理想配
置に制御する場合を考える。この時前出の式４における
希望伝達関数行列Ｋを次のように設定する。

【００３５】

【数１１】

【００３６】この時の信号処理部１のフィルタ係数は

【００３７】

【数１２】

【００３８】のように４行４列の行列となるが、やはり
図１の伝達関数Ｈｉｊと前記行列Ｋを用いて前記式７に
より算出でき、かかるフィルタ係数Ｃを有する信号処理
部１に依って音響信号出力Ｏｕｔｐｕｔ（１）〜（４）
を４つのスピーカ（１）〜（４）に出力し、該スピーカ
（１）〜（４）を駆動することに依って、聴取者（１）
には音響信号Ｉｎｐｕｔ（１）とＩｎｐｕｔ（２）だけ
が届き、一方の聴取者（２）にはＩｎｐｕｔ（３）とＩ
ｎｐｕｔ（４）のみが届くことになる。

【００３９】なお上記の説明では音量の好みの程度とし
て音圧周波数特性を理想伝達関数に掛けて各聴取者の好
みに応じた伝達関数を算出し、これから逆に信号処理部
１のフィルタ係数を算出したが、このほか音質特性を表
す関数や、音の響きの程度を表す関数を同様に理想伝達
関数に掛けて好みに応じた伝達関数を算出してもよいこ
とは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の音場制御装
置に依れば、従来のように異なる位置にいる聴取者に対
して一様な音場を提供するのではなく、各聴取者の好み
に応じた音場を提供でき、例えば夫々の聴取者の音量、
音質及び音の響きの程度等の音に対する好みに応じて音
場を制御することが可能となる効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に依る音場制御装置の概略ブロック図で
ある。

【図２】各聴取者の希望の音圧周波数特性図である。

【図３】音響入力数２、出力数４の場合の具体例を示す
ブロック図である。

【図４】音響入力数４、出力数４の場合の具体例を示す
ブロック図である。

【図５】理想ステレオ配置の概念図である。

【符号の説明】

１信号処理部２制御部Ｉｎｐｕｔ音響入力信号Ｏｕｔｐｕｔ音響出力信号Ｈｉｊ再生音場での伝達関数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｎ（ｎは２以上の自然数）個の聴取位置
に対して音響信号を放射する２ｎまたは２ｎ＋１個の電
気・音響変換手段と、２以上２ｎ個以下の音響信号を前
記ｎ個の聴取位置に対して夫々予め独立して設定された
相異なる特性となるように処理して前記電気・音響変換
手段に供給する信号処理手段とを有する音場制御装置。