JPH06253400A

JPH06253400A - 音像定位制御装置

Info

Publication number: JPH06253400A
Application number: JP6353393A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tanaka; 美昭田中; Hiroshi Hayashi; 宏林; Hidetoshi Naruki; 秀敏成木
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】ゲーム機などでの音場再生において、聴取者
Ｍ（操作者）に所望の任意の位置に音像が定位している
ように感じさせる音像定位制御装置を改良して、一層優
れた音像定位感や臨場感を提供する。【構成】同一の音源（Ｘ）からの信号を一対のコンボ
ルバ１，２で畳み込み演算処理して、処理した信号を一
対のスピーカｓｐ１，ｓｐ２で再生する。さらに、信号
の低域成分をローパスフィルタ１９で抽出し、抽出した
信号をウーハｓｐ３（バイブレータ）に供給して、超低
音，振動音，振動を聴取者Ｍ（操作者）に体感させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実際のトランスジュー
サ（スピーカ）とは異なる所望の任意の位置に音像が定
位しているように感じさせる音像定位制御装置に係り、
特に、バーチャルリアリティ（仮想現実感）を利用した
アミューズメントゲーム機やコンピュータ端末機などに
使用して好適な、より臨場感を向上させた音像定位制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、両耳における信号のレベル差
と位相差（時間差）によって特定位置（特定方向）に音
源を感じさせる音像定位方法がある。この音像定位方法
を、デジタル回路により実現したものとして、例えば、
特開平2-298200号公報記載の「音像形成方法及びその装
置」がある。このデジタル回路を用いた音像定位の方法
は、音源からの信号をＦＦＴ（FastFourier Transfor
m）変換して周波数軸上で処理し、左右の両チャンネル
信号に周波数に依存したレベル差と位相差とを与えて、
音像の定位をデジタル的に制御するものである。この装
置の各音像定位位置における、周波数に依存したレベル
差と位相差とは、実際の聴取者を利用した実験的なデー
タ（心理的なデータ）として収集されたものである。

【０００３】さらに、本出願人は、上記音像定位方法に
代わるものとして、新たな音像定位方法を発明し、「音
像定位制御の方法」（出願日：平成４年１１月３０日）
「音像定位制御装置」（出願日：平成４年１２月１８
日）などを出願している。この音像定位方法は、一対の
コンボルバにより音源からの信号を時間軸上で処理して
音像を定位させるようにすると共に、音像定位用の伝達
特性（コンボルバの係数）を最終的に時間軸上のＩＲ
（インパルス応答）のデータとしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の音像定位装置では、再生音の内容によって、
音像定位感が曖昧となったり、臨場感に欠ける場合があ
る。さらに、周囲に騒音がある場合では、音量を必要
以上に上げなければならないが、それがかなわない時に
は、音像定位が妨げられたり、音量感に欠ける場合が生
じる。このように、バーチャルリアリティ（仮想現実
感）を実現する装置として使用するには改善すべき点が
残っていた。そこで、本発明は、音像定位感や臨場感に
より一層優れた音像定位制御装置を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、図１に示すように、離間して配設された一
対のトランスジューサ（スピーカｓｐ１，ｓｐ２）か
ら、同一の音源（Ｘ）が供給された一対のコンボルバ
（係数がｃｆＬｘ，ｃｆＲｘであるキャンセルフィルタ
からなる畳み込み演算処理回路）で処理した信号を再生
して、聴取者（Ｍ）に前記一対のトランスジューサとは
異なる任意の位置（ｘ）に音像が定位しているように感
じさせる音像定位制御装置であって、音源からの信号
を、設定された係数に応じて畳み込み演算処理する一対
のコンボルバ１，２と、各音像定位位置において測定さ
れた頭部伝達関数をもとにして、インパルス応答として
算出されたキャンセルフィルタ用係数群（ｃｆＬｘ，ｃ
ｆＲｘ）を保持する記憶手段（係数ＲＯＭ）３と、指定
された音像定位位置に対応した係数を、前記記憶手段か
ら前記一対のコンボルバに供給する係数供給手段（制御
手段）４と、前記音源からの信号中の低域成分を（ロー
パスフィルタ１０で）抽出して、抽出した低域成分を補
助用トランスジューサ（例えば、ウーハｓｐ３，バイブ
レータＶＩＢなど）で再生する補助再生手段とからなる
ことを特徴とする音像定位制御装置を提供するものであ
る。

【０００６】

【作用】上記のような音像定位制御装置によれば、指定
された音像定位位置に対応した係数が、一対のコンボル
バ１，２に供給設定される。音源（Ｘ）からの信号は、
一対のコンボルバにより、設定された係数に応じて時間
軸上で畳み込み演算処理がなされて、離間して配設され
た一対のトランスジューサ（スピーカｓｐ１，ｓｐ２）
から再生される。一対のトランスジューサから再生され
た音は、両耳へのクロストークがキャンセルされて、所
望の任意の位置（ｘ）に音源があるように音像定位し
て、聴取者（例えば、ゲーム操作者）Ｍに、聞かれる。
さらに、音源（Ｘ）からの信号は、ローパスフィルタ１
０でその低域成分のみが抽出され、指向性がなく不足が
ちな低音や振動が補助用トランスジューサ（ウーハｓｐ
３，バイブレータＶＩＢ）から再生されて、聴取者Ｍに
聞かれ、また、体感される。補助トランスジューサは聴
取者Ｍのごく近辺にあるので、聴取するにあたり周囲の
影響を受けにくい。

【０００７】

【実施例】本発明になる音像定位制御装置の一実施例に
ついて、以下図面と共に説明する。最初に、音像定位
制御の方法の基本原理について説明する。これは、離間
して配設された一対のトランスジューサ（スピーカ）を
使用し、空間の任意の位置に音像を定位させる技術であ
る。

【０００８】図４は音像定位の原理図である。ｓｐ１，
ｓｐ２は聴取者の前方左右に配置されるスピーカであ
り、スピーカｓｐ１から聴取者左耳までの頭部伝達特性
（インパルス応答）をｈ１Ｌ、右耳までの頭部伝達特性
をｈ１Ｒ、スピーカｓｐ２から左右耳までの頭部伝達特
性をｈ２Ｌ，ｈ２Ｒとする。また、目的とする定位位置
ｘに実際のスピーカを配置したときの聴取者左右耳まで
の頭部伝達特性をｐＬｘ，ｐＲｘとする。ここで各伝達
特性は音響空間に、スピーカと、ダミーヘッド（または
人頭）の両耳位置に配置したマイクとで実際に測定し、
適切な波形処理などを施したものである。

【０００９】次に、定位させたい音源（ソース）Ｘを信
号変換装置ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘ（コンボルバなどによる
伝達特性）に通して得られる信号を、それぞれスピーカ
ｓｐ１，ｓｐ２で再生することを考える。このとき聴取
者左右耳に得られる信号をｅＬ，ｅＲとすると、ｅＬ＝ｈ１Ｌ・ｃｆＬｘ・Ｘ＋ｈ２Ｌ・ｃｆＲｘ・Ｘ (式1) ｅＲ＝ｈ１Ｒ・ｃｆＬｘ・Ｘ＋ｈ２Ｒ・ｃｆＲｘ・Ｘ (〃 ) 一方、音源Ｘを目的の定位位置から再生したときに聴取
者左右耳に得られる信号をｄＬ，ｄＲとすると、ｄＬ＝ｐＬｘ・Ｘ (式2) ｄＲ＝ｐＲｘ・Ｘ (〃 )

【００１０】ここで、スピーカｓｐ１，ｓｐ２の再生に
より聴取者左右耳に得られる信号が、目的位置から音源
を再生したときの信号に一致すれば、聴取者はあたかも
目的位置にスピーカが存在するように音像を認識するこ
ととなる。この条件ｅＬ＝ｄＬ，ｅＲ＝ｄＲと（式
１），（式２）より、Ｘを消去してｈ１Ｌ・ｃｆＬｘ＋ｈ２Ｌ・ｃｆＲｘ＝ｐＬｘ (式3) ｈ１Ｒ・ｃｆＬｘ＋ｈ２Ｒ・ｃｆＲｘ＝ｐＲｘ (〃 ) （式３）からｃｆＬｘ，ｃｆＲｘを求めるとｃｆＬｘ＝（ｈ２Ｒ・ｐＬｘ−ｈ２Ｌ・ｐＲｘ）／Ｈ (式4a) ｃｆＲｘ＝（−ｈ１Ｒ・ｐＬｘ＋ｈ１Ｌ・ｐＲｘ）／Ｈ (〃 ) ただし、Ｈ＝ｈ１Ｌ・ｈ２Ｒ−ｈ２Ｌ・ｈ１Ｒ (式4b)

【００１１】したがって、（式４ａ），（式４ｂ）によ
り算出した伝達特性ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘを用いてコンボ
ルバ（畳み込み演算処理回路）等により定位させたい信
号を処理すれば、目的の位置ｘに音像を定位させること
ができる。具体的な信号変換装置の実現方法は様々考え
られるが、非対称なＦＩＲ（Finite Impulse Response
）型デジタルフィルタ（コンボルバ）として、ＤＳＰ
（Digital Signal Processor）を用いて実現すれば良
い。なお、ＦＩＲ型デジタルフィルタで用いる場合の最
終の伝達特性は、時間応答関数である。つまり、必要な
定位位置ｘにおける伝達特性ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘとし
て、（式４ａ），（式４ｂ）で求めたものを、ＦＩＲデ
ジタルフィルタ処理により実現するための係数として、
キャンセルフィルタの係数をあらかじめ作成し、ＲＯＭ
のデータとして準備しておく。ＲＯＭから必要な音像定
位位置の係数をＦＩＲデジタルフィルタに転送し、音源
からの信号を畳み込み演算処理して一対のスピーカから
再生すれば、所望の任意の位置に音像が定位されること
になる。

【００１２】以上のような原理に基づく音像定位制御装
置おける伝達特性（係数ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘ）の算出
（ステップ〜）について、図５〜図６を参照して詳
述する。頭部伝達関数（Head Related Transfer Fu
nction；以下、ＨＲＴＦと称する）の測定図５は、ＨＲＴＦの測定システムを示すものである。ダ
ミーヘッド（または人頭）ＤＭの両耳に一対マイクロホ
ンＭＬ，ＭＲを設置し、スピーカＳＰからの測定音を受
け、録音器ＤＡＴにソース音（リファレンスデータ）ｒ
ｅｆＬ，ｒｅｆＲと被測定音（測定データ）Ｌ，Ｒを同
期して記録する。ソース音ＸＨとしては、インパルス
音，ホワイトノイズ，その他のノイズ等を用いることが
できる。上記スピーカＳＰの位置を、正面を０度（°）
として取決めた空間内の複数の角度θ（例えば、図６に
示すように、３０度ごとに１２ポイント）に設置し、そ
れぞれ所定の時間だけ、連続的に記録する。

【００１３】ＨＲＴＦのインパルス応答（Impulse Re
sponse；以下、ＩＲと称する）の算出前記した測定で、同期して記録されたソース音（リファ
レンスデータ）ｒｅｆＬ，ｒｅｆＲと被測定音（測定デ
ータ）Ｌ，Ｒとを、ワークステーション（図示せず）上
で処理する。ソース音（リファレンスデータ）の周波数
応答をＸ（Ｓ）、被測定音（測定データ）の周波数応答
をＹ（Ｓ）、測定位置におけるＨＲＴＦの周波数応答を
ＩＲ（Ｓ）とすると、（式５）に示す、入出力の関係が
ある。Ｙ（Ｓ）＝ＩＲ（Ｓ）・Ｘ（Ｓ） (式5) したがって、ＨＲＴＦの周波数応答をＩＲ（Ｓ）は、ＩＲ（Ｓ）＝Ｙ（Ｓ）／Ｘ（Ｓ） (式6) である。

【００１４】よって、リファレンスの周波数応答Ｘ
（Ｓ）、測定データの周波数応答Ｙ（Ｓ）として、前記
で求めたデータを時間同期した窓で切り出し、それぞ
れＦＦＴ変換により有限のフーリエ級数展開して離散周
波数として計算してから、（式６）により、ＨＲＴＦの
周波数応答ＩＲ（Ｓ）を、周知の計算方法で求める。こ
の場合、ＩＲ（Ｓ）の精度をあげる（ＳＮ比の向上）た
めに時間的に異なる数百個の窓に対してそれぞれＩＲ
（Ｓ）を計算し、それらを平均化する。そして、計算し
たＨＲＴＦの周波数応答ＩＲ（Ｓ）を逆ＦＦＴ変換し
て、ＨＲＴＦの時間軸応答（インパルス応答）ＩＲ（第
１のＩＲ）とする。

【００１５】ＩＲ（インパルス応答）の整形処理ここで、前記で求めたＩＲを整形する。まず例えばＦ
ＦＴ変換により、求めた第１のＩＲをオーディオスペク
トラムにわたる離散周波数で展開し、不要な帯域（高域
には大きなディップが生じるが、これは音像定位にあま
り影響しない不要なものである）を、ＢＰＦ（バンドパ
スフィルタ）で除去する。このように帯域制限すると、
周波数軸上での不要なピークやディップが除去されて、
キャンセルフィルタに不要な係数が生じなくなるので、
収束性がよくなり、係数を短くすることができる。そし
て、帯域制限されたＩＲ（Ｓ）を逆ＦＦＴ変換して、Ｉ
Ｒ（インパルス応答）を時間軸上で切り出し窓（例え
ば、コサイン関数の窓）を掛けて、ウィンド処理する
（第２のＩＲとなる）。ウィンド処理することにより、
ＩＲの有効長が長くなくなり、キャンセルフィルタの収
束性が向上して、音質の劣化が生じないようになる。

【００１６】各音像定位位置におけるキャンセルフィ
ルタｃｆＬｘ，ｃｆＲｘの算出コンボルバ（たたみ込み積分回路）であるキャンセルフ
ィルタｃｆＬｘ，ｃｆＲｘは、前述した（式４ａ）及び
（式４ｂ）に示したように、ｃｆＬｘ＝（ｈ２Ｒ・ｐＬｘ−ｈ２Ｌ・ｐＲｘ）／Ｈ (式4a) ｃｆＲｘ＝（−ｈ１Ｒ・ｐＬｘ＋ｈ１Ｌ・ｐＲｘ）／Ｈ (〃 ) ただし、Ｈ＝ｈ１Ｌ・ｈ２Ｒ−ｈ２Ｌ・ｈ１Ｒ (式4b) である。ここで、配置されるスピーカｓｐ１，ｓｐ２に
よる頭部伝達特性ｈ１Ｌ，ｈ１Ｒ，ｈ２Ｌ，ｈ２Ｒ及
び、目的とする定位位置ｘに実際のスピーカを配置した
ときの頭部伝達特性ｐＬｘ，ｐＲｘとして、前記〜
によって求められた、各角度θごとの整形処理された第
２のＩＲ（インパルス応答）を代入する。頭部伝達特性
ｈ１Ｌ，ｈ１Ｒは、図７のＬチャンネルスピーカの位置
に対応するもので、正面から左に例えば３０度（θ＝３
３０度）に設置されるとすれば、θ＝３３０度のＩＲを
用いる。頭部伝達特性ｈ２Ｒ，ｈ２Ｌは、同図のＲチャ
ンネルスピーカの位置に対応するもので、正面から右に
例えば３０度（θ＝３０度）に設置されるとすれば、θ
＝３０度のＩＲを用いる（すなわち、実際の音像再生時
のシステム（例えば図１に示す）に近いものを選ぶ）。

【００１７】そして、頭部伝達特性ｐＬｘ、ｐＲｘとし
ては、目的とする音源定位位置である正面から左右９０
度の１８０度の範囲はもちろんのこと、それを越える広
範囲な空間（全空間）における、３０度ごとのＩＲを代
入することにより、それに対応した全空間のｃｆＬｘ，
ｃｆＲｘ、すなわち３０度ごとに１２組のキャンセルフ
ィルタｃｆＬｘ，ｃｆＲｘ群が求められる（図７では、
２４０度の位置を例としている）。キャンセルフィルタ
ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘ群は、最終的には、時間軸上の応答
であるＩＲ（インパルス応答）として求められる。

【００１８】キャンセルフィルタのスケーリングまた、実際にコンボルバ（キャンセルフィルタ）で音像
処理される音源（ソース音）のスペクトラム分布は、統
計的にみるとピンクノイズのように分布するもの、ある
いは高域でなだらかに下がるものなどがある。いずれに
しても音源は単一音とは異なるために、畳み込み演算処
理（積分）を行ったときオーバーフローして、歪が発生
する危険がある。そこで、オーバーフローを防止するた
め、キャンセルフィルタｃｆＬｘ，ｃｆＲｘの係数の中
で最大のゲイン（例えば、キャンセルフィルタｃｆＬ
ｘ，ｃｆＲｘの各サンプル値の２乗和）のものを見つ
け、その係数と０ｄｂのホワイトノイズを畳込んだとき
に、オーバーフローが生じないように、全係数をスケー
リングする。さらに、ウィンド窓（コサイン窓）によ
り、実際のコンボルバの係数の数にあわせて、両端が０
となるように、ウィンド処理し、係数の有効長を短くす
る。このようにしてスケーリング処理されて、最終的に
コンボルバに係数として供給されるデータ群（この例で
は、３０度ごとに音像定位が可能な１２組のコンボルバ
の係数群）ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘが求まる。

【００１９】次に、本発明の要部である音像定位制御装
置の構成及びこれを利用したシステム構成について、図
１〜図３を参照して詳述する。この音像定位制御装置
は、前記〜により算出された係数ｃｆＬｘ，ｃｆＲ
ｘで、音源からの信号を畳み込み演算して再生するもの
であり、音像定位感や臨場感により向上させた音像定位
制御装置である。

【００２０】（実施例１）図１は、この音像定位制御装
置の基本的な構成を示すものである。音像定位制御装置
は、音源からの信号を時間軸上で畳み込み演算処理する
一対のコンボルバ（畳み込み演算処理回路）１，２と、
前記した〜により算出された３０度ごとの１２組の
コンボルバの係数群ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘが記憶された係
数ＲＯＭ３と、音像定位命令にもとづいて係数ＲＯＭ３
から所望の定位位置の係数を前記一対のコンボルバ１，
２に転送する制御手段（ＣＰＵからなる係数供給手段）
４とからなる。さらに、前記音源からの信号中の低域成
分を抽出するローパスフィルタ（例えば、 100Hz以下の
信号成分のみを抽出するローパスフィルタ）１９と、こ
のローパスフィルタ１９で抽出された低域成分に対し
て、反射音やエコーを付加するリバーブレータ１１から
大略構成されている。

【００２１】そして、この音像定位制御装置は、同一
（共通）な音源からの信号を一対のコンボルバ１，２で
畳み込み演算処理し、聴取者Ｍを中心として所定の開き
角で離間して配設された一対のスピーカｓｐ１，ｓｐ２
から再生すると共に、反射音やエコーが付加された低域
成分を、聴取者Ｍの座席１７下に配設されたウハー（ス
ーパーウハー）ｓｐ３から再生するように、システム構
成されている。スピーカｓｐ１，ｓｐ２の開き角は、コ
ンボルバの係数算出時に基準とした開き角であり、本実
施例では、左右に３０度づづ、６０度の開き角を有する
ものである（前記した図７参照）。

【００２２】また、音源（例えば、ゲーム用シンセサイ
ザＸ）からのデジタル信号はセレクタ（音源選択手段）
５を介して前記コンボルバ１，２及びローパスフィルタ
１９に入力され、アナログ信号の場合にはＡ／Ｄ変換器
６でデジタル変換されて入力されるように構成されてい
る。コンボルバ１，２で畳み込み演算処理された信号
は、Ｄ／Ａ変換器７，８でアナログ信号にされ、アンプ
９，１０で増幅されて前記一対のスピーカｓｐ１，ｓｐ
２から再生される。ローパスフィルタ１９，リバーブレ
ータ１１で抽出処理された低域信号は、Ｄ／Ａ変換器１
２でアナログ信号にされ、アンプ１３で増幅されて前記
ウーハｓｐ３から再生される。

【００２３】このように構成された音像定位制御システ
ムでは、ゲーム機などのメインＣＰＵからの音像定位命
令（例えば、飛行音を左後方１２０度（θ＝２４０度）
から出せという、音源の選択と音像の定位位置の命令）
に従って、前記制御手段４は音源Ｘからの信号をセレク
タ（音源選択手段）５で選択し、さらに音像定位位置に
対応した係数ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘ（左後方１２０度（θ
＝２４０度）の位置に音像定位させたい時は、θ＝２４
０度の係数）をＲＯＭ３から読み出して、コンボルバ
１，２に供給設定する。

【００２４】コンボルバ１，２は、同一音源Ｘからの信
号（飛行音）を、設定された係数（θ＝２４０度の係
数）に応じて時間軸上で畳み込み演算処理する。畳み込
み演算処理された信号は、離間して配設された一対のス
ピーカｓｐ１，ｓｐ２から再生される。一対のスピーカ
ｓｐ１，ｓｐ２から再生され音は、両耳へのクロストー
クがキャンセルされて、所望の位置（左後方１２０度）
に音源があるように音像定位して、聴取者（例えば、ゲ
ーム操作者）Ｍに聞かれ、極めて現実感に満ちた音とし
て再生される。さらに、音源Ｘからの信号（飛行音）
は、ローパスフィルタ１９で低域成分が抽出され、リバ
ーブレータ１１で低域成分が引き伸ばされて、ゲーム操
作者Ｍの座席下のウーハｓｐ３から極めて臨場感に満ち
た重低音として再生される。

【００２５】なお、コンボルバ１，２の係数は、ゲーム
装置の場合では、操作者Ｍの操作に応じた飛行機の動き
に対応するように、メインＣＰＵからの音像定位命令よ
って、随時切換えられる。また、飛行音からミサイル音
に変更される時は、音源からのソース音が、セレクタ５
で飛行音からミサイル音に変更される。また、ローパス
フィルタ１９またはリバーブレータ１１中に、遅延回路
を設けて、一対のスピーカｓｐ１，ｓｐ２からの再生音
と、聴取者（操作者）Ｍの近辺にあるウーハｓｐ３から
の再生音との時間差を補正するようにしても良い。

【００２６】このようにして、本音像定位制御装置によ
れば、所望の種類の音像を所望の任意の位置に定位させ
ることができるので、正面に映像再生装置（例えば、４
台のディスプレイを扇状に並べた映像再生装置ＤＬ）な
どを設置してゲーム画面と共に音響再生すれば、操作者
Ｍの操作に応じて画面と音像の位置が変化すると共
に、、座席下から重低音が再生され、極めて現実感や臨
場感が高いアミューズメントゲーム機を構成できる。

【００２７】なお、音源Ｘからの信号から、方向感がな
い低域成分を除去して、コンボルバ１，２で処理するよ
うにしても良い。このように構成して、低域成分は補助
トランスジューサ（ウーハｓｐ３）からのみ再生する
と、音像定位感がより一層明確なものとなる。

【００２８】続いて、上記実施例を基本とした他の実施
例を説明する。以下の実施例おいて、実施例１と共通な
構成部分については、同一の符号を付してその説明を省
略して、要部のみを説明する。

【００２９】（実施例２）この実施例２は、補助用トラ
ンスジューサで、低域成分を振動として再生するように
構成したものである。図２において、１４は前記コンボ
ルバ１，２で処理された信号をもとにして、低調波を発
生させるエフェクタ装置、いわゆるハーモナイザであ
る。ハーモナイザ１４は、音よりも低い20Hz以下の振動
及び振動音（超低音）を変換発生するように構成されて
いる。そして、ハーモナイザ１４で変換発生された振動
及び振動音は、Ｄ／Ａ変換器１５でアナログ信号に変換
され、アンプ１６で増幅されてバイブレータＶＩＢ及び
前記ウーハｓｐ３から再生される。なお、バイブレータ
ＶＩＢは、ゲーム操作者Ｍの座席１７または操作部１８
（操作用のパドル）に配設されている。

【００３０】このように、バイブレータＶＩＢにより、
低域成分を振動として再生すると、音像位置の変化だけ
でなく、同時に振動及び振動音が座席（または操作部）
を介して体感されるので、より一層現実感や臨場感に満
ちた装置となる。

【００３１】また、音像定位用の一対のトランスジュー
サとして、スピーカではなくヘッドホーンを使用する場
合など（例えば、ゲームセンターなどで複数台の装置を
設置する場合など）では、バイブレータＶＩＢで振動を
再生することにより、ヘッドホーンでは不足しがちな低
音を補うことができる。

【００３２】なお、ハーモナイザ１４は、コンボルバ
１，２で処理された信号をもとにして、低域成分を抽出
するように構成している。これは、コンボルバ１，２の
周波数特性を考慮して、一対のスピーカｓｐ１，ｓｐ２
からの再生音と掛け離れた振動及び振動音を避けるため
であり、場合によっては、音源Ｘからの信号（飛行音）
をもとにしても良い。また、ハーモナイザ１４とリバー
ブレータ１１とを縦続接続しても良い。

【００３３】（実施例３）図３に示す実施例は、聴取者
（操作者）Ｍの手元に、一対のトランスジューサと補助
トランスジューサとの音量比率を調整できる操作部、例
えば、スピーカｓｐ１，ｓｐ２の音量に対してウーハｓ
ｐ３の音量を増減するアップダウンキー２２を設けたも
のである。このアップダウンキー２２を操作することに
より、ＡＭＰ９，１０，１３のゲインをコントロールで
きるように構成されている。これにより、周囲の騒音な
どの環境に合わせて最適な補助音量効果を得ることがで
きる。なお、この実施例では、コンボルバ１，２の出
力に対して、ローカットフィルタ２０ａ，２１ａにより
低域成分を除去し、低域成分が除去された信号を前記一
対のスピーカｓｐ１，ｓｐ２で再生し、一方、コンボル
バ１，２の出力に対して、ローパスフィルタ２０ｂ，２
１ｂにより低域成分を抽出して、抽出した低域成分をウ
ーハｓｐ３で再生するように構成している。ここで、ス
ピーカｓｐ１，ｓｐ２には、指向性の良いものを採用す
ることにより、周囲への音の放出を減少でき、したがっ
て、複数台の本装置を一つの部屋に配置し、同時に稼働
させたような場合でも互いの影響を減じることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明になる音像
定位制御装置によれば、指向性がなく不足がちな低音や
振動が近くの補助用トランスジューサから再生されるの
で、音像定位感や臨場感がより一層優れたものとなる。
さらに、周囲に騒音がある場合でも、音量をさほど上げ
ることなく、音像定位感や音量感がえられ、バーチャル
リアリティ（仮想現実感）を実現する装置として使用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる音像定位制御装置の一実施例を示
す図で、基本的な構成図である。

【図２】第２の実施例を示す構成図である。

【図３】第３の実施例を示す構成図である。

【図４】音像定位制御の基本原理を示す構成図である。

【図５】ＨＲＴＦ（頭部伝達関数）の測定システムを示
す構成図である。

【図６】ＨＲＴＦ測定のポイントを説明する図である。

【図７】キャンセルフィルタの算出例を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１，２一対のコンボルバ３係数ＲＯＭ４制御手段（係数供給手段、ＣＰＵ）１１リバーブレータ１４ハーモナイザ１７座席１８操作部１９ローパスフィルタｓｐ１，ｓｐ２一対のトランスジューサ（スピーカ）ｓｐ３補助用トランスジューサ（ウハー）ｈ１Ｌ，ｈ１Ｒスピーカｓｐ１から受聴者左右耳まで
の頭部伝達特性ｈ２Ｌ，ｈ２Ｒスピーカｓｐ２から受聴者左右耳まで
の頭部伝達特性ｐＬｘ，ｐＲｘ目的とする定位位置ｘに実際のスピー
カを配置したときの受聴者左右耳までの頭部伝達特性ｃｆＬｘ，ｃｆＲｘキャンセルフィルタ（コンボル
バ）及びその係数ＤＭダミーヘッド（または人頭）Ｍ聴取者（ゲーム操作者）ＶＩＢ補助用トランスジューサ（バイブレータ）Ｘ音源ｘ目的とする音像定位位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】離間して配設された一対のトランスジュー
サから、同一の音源が供給された一対のコンボルバで処
理した信号を再生して、聴取者に前記一対のトランスジ
ューサとは異なる任意の位置に音像が定位しているよう
に感じさせる音像定位制御装置であって、音源からの信号を、設定された係数に応じて畳み込み演
算処理する一対のコンボルバと、各音像定位位置において測定された頭部伝達関数をもと
にして、インパルス応答として算出されたキャンセルフ
ィルタ用係数群を保持する記憶手段と、指定された音像定位位置に対応した係数を、前記記憶手
段から前記一対のコンボルバに供給する係数供給手段
と、前記音源または前記コンボルバ出力からの信号中の低域
成分を抽出して、抽出した低域成分を補助用トランスジ
ューサで再生する補助再生手段とからなることを特徴と
する音像定位制御装置。
【請求項２】離間して配設された一対のトランスジュー
サから、同一の音源が供給された一対のコンボルバで処
理した信号を再生して、聴取者に前記一対のトランスジ
ューサとは異なる任意の位置に音像が定位しているよう
に感じさせる音像定位制御装置であって、音源からの信号を、設定された係数に応じて畳み込み演
算処理する一対のコンボルバと、各音像定位位置において測定された頭部伝達関数をもと
にして、インパルス応答として算出されたキャンセルフ
ィルタ用係数群を保持する記憶手段と、指定された音像定位位置に対応した係数を、前記記憶手
段から前記一対のコンボルバに供給する係数供給手段
と、前記コンボルバ出力からの信号中の低域成分を除去し
て、低域成分が除去された信号を前記一対トランスジュ
ーサで再生する再生手段と、前記音源または前記コンボルバ出力からの信号中の低域
成分を抽出して、抽出した低域成分を補助用トランスジ
ューサで再生する補助再生手段とからなることを特徴と
する音像定位制御装置。
【請求項３】離間して配設された一対のトランスジュー
サから、同一の音源が供給された一対のコンボルバで処
理した信号を再生して、聴取者に前記一対のトランスジ
ューサとは異なる任意の位置に音像が定位しているよう
に感じさせる音像定位制御装置であって、音源からの信号中で方向感がない成分を除去する手段
と、前記方向感がない成分が除去された信号を、設定された
係数に応じて畳み込み演算処理する一対のコンボルバ
と、各音像定位位置において測定された頭部伝達関数をもと
にして、インパルス応答として算出されたキャンセルフ
ィルタ用係数群を保持する記憶手段と、指定された音像定位位置に対応した係数を、前記記憶手
段から前記一対のコンボルバに供給する係数供給手段
と、前記音源からの信号中の低域成分を抽出して、抽出した
低域成分を補助用トランスジューサで再生する補助再生
手段とからなることを特徴とする音像定位制御装置。
【請求項４】補助用トランスジューサで、振動を再生す
るように構成したことを特徴とする請求項１〜３に記載
した音像定位制御装置。
【請求項５】補助用トランスジューサを、聴取者用の座
席または操作部に設けたことを特徴とする請求項４に記
載した音像定位制御装置。
【請求項６】一対のトランスジューサと補助トランスジ
ューサとの音量比率を、調整する比率調整手段を設けた
ことを特徴とする請求項１〜５に記載した音像定位制御
装置。