JPH07288899A

JPH07288899A - 音場再生装置

Info

Publication number: JPH07288899A
Application number: JP10211494A
Authority: JP
Inventors: Masako Ogawa; 理子小川; Akihisa Kawamura; 明久川村; Masaharu Matsumoto; 正治松本; Toshihiko Date; 俊彦伊達
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】２チャンネルスピーカやヘッドホンを用い
て、あらゆる方向の自然な距離感や広がり感を得られる
ような音像再生装置を提供すること。【構成】オーディオ信号をＡ／Ｄ変換器２によってデ
ジタル信号として信号処理手段３に出力する。信号処理
手段３は入力信号の直接音の音源発生方向に定位させる
直接音音像定位手段と、複数の反射方向に定位させる反
射音音像定位手段を設けている。そして音場に応じてこ
れらのパラメータを制御して所望の音像となるように制
御している。これらの音像定位手段の左右の信号を夫々
加算器によって加算して、スピーカ６−１，６−２から
出力するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＡＶ（オーディオ・ビ
ジュアル）機器において、臨場感のある音響再生を行う
ために音像距離感及び音場広がり感を制御する音場再生
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、これに対応するハードウ
ェアの開発が望まれている。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、側方又は後方
（あるいはこれらを組み合わせたもの）にスピーカを配
置して再生を行うドルビー・サラウンド方式が普及して
いる。

【０００３】又これとは別に家庭用ＴＶセットなどを対
象として、実際にはスピーカを側方や後方に置かなくて
も側方や後方から音が聞こえてくるようにするための音
場信号再生装置が開発されている。又音場再生におい
て、距離感や広がり感をインタラクティブに制御する開
発も行われている。

【０００４】図１２は従来の距離感制御を行う音場再生
装置の一例を示すブロック図である。本図において信号
入力手段１０１はオーディオ信号を入力する入力手段で
あって、その出力はゲインコントローラ１０２を介して
アンプ１０３ａ，１０３ｂに入力される。ゲインコント
ローラ１０２には受聴者の距離感を制御するための距離
入力手段１０４が接続され、２チャンネルの信号レベル
を距離に応じて変化させるものである。そしてアンプ１
０３ａ，１０３ｂの出力はスピーカ１０５ａ，１０５ｂ
に与えられる。

【０００５】このように構成された従来の音場再生装置
の動作について説明する。信号入力手段１０１により入
力された信号は、距離入力手段１０４で入力された距離
に応じた大きさの音量でスピーカ１０５ａ，１０５ｂか
ら再生するよう、ゲインコントローラ１０２のレベルを
制御する。一般に音量レベルが大きくなると距離は近く
感じ、音量が小さくなると距離は遠くに感じる。ゲイン
コントローラ１０２はこのような制御を行い、受聴者の
距離感を制御する。ゲインコントローラ１０２により大
きさをコントロールされた信号は、アンプ１０３ａ，１
０３ｂにより増幅され、スピーカ１０５ａ，１０５ｂに
より再生される。以上のような処理を行うことにより、
音の距離感を制御することが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成で所定の位置で再生音を聴いても、直接音のみ
で制御するため、実際の距離感とは違和感があり、又、
横や後ろ方向の距離感を実現することができなかった。

【０００７】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、あらゆる方向の自然な距離感や広がり感が得られる
ような、音場再生装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、入力されるオーディオ信号をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジ
タル信号が入力され、受聴者と音像の位置及び距離に応
じた音響信号となるように信号処理を行う信号処理手段
と、受聴者と音像の位置関係を入力する入力手段と、入
力手段により入力された内容に応じた特性が得られるよ
うに信号処理手段で信号処理を行うためのパラメータを
制御するパラメータ制御手段と、信号処理手段より出力
される信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅するアンプと、アンプの出力
を再生するスピーカと、を具備する音場再生装置であっ
て、信号処理手段は、入力信号を反射音の反射時間に応
じて遅延させる遅延器と、直接音の音源発生方向に入力
信号の音像を定位させる直接音音像定位手段と、遅延器
からの信号が入力され、反射音の音像をその発生方向に
定位させる反射音音像定位手段と、直接音音像定位手段
及び反射音音像定位手段の出力を、その比率を連続的に
変化させて加算する直接音反射音比率制御手段と、有す
るものであることを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項２の発明では、入力手段は、
音場の広がりを同時に入力するものであり、信号処理手
段は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる
遅延器と、直接音の音源発生方向に入力信号の音像を定
位させる直接音音像定位手段と、遅延器からの信号が入
力され、反射音の音像をその発生方向に定位させる反射
音音像定位手段と、直接音音像定位手段及び反射音音像
定位手段の出力を、その比率を連続的に変化させて加算
する直接音反射音比率制御手段と、直接音反射音比率制
御手段より得られる信号に残響特性を付加する残響音作
成手段と、を有することを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項３の発明では、信号処理手段
は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる遅
延器と、直接音の音源発生方向に入力信号の音像を定位
させる直接音音像定位手段と、遅延器からの信号が入力
され、反射音の音像をその発生方向に定位させる反射音
音像定位手段と、直接音音像定位手段及び反射音音像定
位手段の出力の周波数特性を可変する周波数特性制御手
段と、周波数特性制御手段を介して入力される直接音音
像定位手段及び反射音音像定位手段の出力を、その比率
を連続的に変化させて加算する直接音反射音比率制御手
段と、有することを特徴とするものである。

【００１１】本願の請求項４の発明は、入力されるオー
ディオ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジタル信号が入力さ
れ、受聴者と音像の位置及び距離に応じた音響信号とな
るように信号処理を行う信号処理手段と、受聴者と音像
の位置関係を入力する入力手段と、入力手段により入力
された内容に応じた特性が得られるように信号処理手段
で信号処理を行うためのパラメータを制御するパラメー
タ制御手段と、信号処理手段より出力される信号をアナ
ログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、Ｄ／Ａ変換器の出
力を増幅するアンプと、アンプの出力を再生するスピー
カと、を具備する音場再生装置であって、信号処理手段
は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる複
数の遅延器と、遅延器の信号が入力され、その利得を制
御する複数のゲインコントローラと、Ａ／Ｄ変換器の出
力と複数のゲインコントローラの出力とを加算する加算
器と、を具備することを特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項５の発明では、パラメータ制
御手段は、音源から音響空間の壁で反射して受聴者に入
射される反射音の角度を側方反射角度とするとき、側方
反射角度が入力されるとこれを受聴位置又は音像位置に
変換して信号処理手段に与えることを特徴とするもので
ある。

【００１３】本願の請求項６の発明では、入力手段は、
外部から音場に関する制御信号を受信し、パラメータ制
御手段に与えるパラメータ受信手段を含むことを特徴と
するものである。

【００１４】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、入力手段によって受聴者と音像の位置や距離
を入力している。そしてオーディオ信号はＡ／Ｄ変換器
によってデジタル信号に変換され、信号処理手段に入力
される。パラメータ制御手段は入力手段によって入力さ
れた内容に応じた特性が得られるようにパラメータが設
定されており、入力された音場に対応した音響信号が信
号処理手段より出力される。信号処理手段では直接音と
反射音の定位を与えると共に、その比率を制御して音像
の位置を任意に場所に設定する。この信号はＤ／Ａ変換
器によってアナログ信号に変換され、アンプを介してス
ピーカより音響信号として出力される。

【００１５】又請求項２の発明では、信号処理手段にお
いて入力信号を直接音像の位置に対応した仮想的な位置
に定位させる直接音音像定位手段と、入力信号を反射時
間に応じて一旦遅延させ反射した信号を反射音の位置に
定位させる反射音音像定位手段とに残響作成手段を加
え、空間の残響を発生させるようにしており、請求項３
では空間の状態によって周波数特性を制御するようにし
たものである。

【００１６】又請求項４の発明では、信号処理手段にお
いて、入力信号を直接音像の位置に対応した仮想的な位
置に定位させる直接音音像定位手段と、反射音の位置に
定位させる反射音音像定位手段の代わりにゲインコント
ローラを設け、ハードウェア負担の大きなデジタルフィ
ルタを費用にしている。

【００１７】又請求項５の発明では、側方反射角度をパ
ラメータ制御手段に与えることにより、音像位置に変化
されて信号処理手段を動作させる。更に請求項６では、
パラメータ受信手段を設けることにより、パラメータ制
御手段の信号を外部から入力できる。

【００１８】

【実施例】まず図３の音像定位の原理図を用いて、受聴
者の前方に置かれたスピーカ６−１，６−２を用いて受
聴者の左後方に音を定位させる方法について説明する。
図３において信号入力手段１は信号Ｓ(t) を入力するも
のであり、その出力はＡ／Ｄ変換器２−１，２−２を介
してデジタルフィルタ３−１，３−２に入力される。デ
ジタルフィルタ３−１，３−２は後述する信号処理を行
うブロックであり、夫々の出力はＤ／Ａ変換器４−１、
４−２、アンプ５−１，５−２を介してスピーカ６−
１、６−２より出力される。

【００１９】さて図３で、ｈ1(t)はスピーカ６−１と受
聴者７の左耳の位置（正確にはスピーカにインパルスを
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）、ｈ2(t)はスピーカ６−１と受聴者７の右
耳の位置におけるインパルス応答、ｈ3(t)はスピーカ６
−２と受聴者７の左耳の位置におけるインパルス応答、
ｈ4(t)はスピーカ６−２と受聴者７の右耳の位置におけ
るインパルス応答である。又信号発生手段８はインパル
ス信号等の信号Ｓ(t) を発生する信号源、スピーカ９は
受聴者の左後方に配置された仮想スピーカ、ｈ5(t)はス
ピーカ９と受聴者７の左耳の位置におけるインパルス応
答、ｈ6(t)はスピーカ９と受聴者７の右耳の位置におけ
るインパルス応答である。又デジタルフィルタフィルタ
３−１，３−２は、入力信号を夫々インパルス応答hLR
(t)，hLL(ｔ) で畳み込み演算をする信号処理手段であ
る。

【００２０】ここで、音像を任意の方向に仮想的に定位
させる方法について説明する。左チャンネルのスピーカ
６−１と右チャンネルのスピーカ６−２を用いて、左側
方に設けられたスピーカ９と相等な音響を仮想的に生成
する音場再生の原理について述べる。本図において、ス
ピーカ６−１，６−２が受聴者７の左右前方に配置され
ている。そして後方又は側方の音響信号（オーディオ信
号）Ｓ(t) に対応する音響信号Ｓ(t) がＡ／Ｄ変換器２
−１，２−２を介してデジタルフィルタ３−１，３−２
に入力される。

【００２１】このような構成において、信号発生手段８
からの信号Ｓ(t) を仮想のスピーカ９から出力した場
合、受聴者７の耳に到達する音は以下のようになる。即
ち左耳における音圧Ｌ(t) は（１）式で表される。Ｌ(t) ＝Ｓ(t) ＊ｈ5(t) ・・・（１）右耳における音圧Ｒ(t) は（２）式で表される。Ｒ(t) ＝Ｓ(t) ＊ｈ6(t) ・・・（２）但し、＊は畳込み演算を表している。実際は、スピーカ
自身の伝達関数などが掛け合わされることとなるが、こ
れは無視するか、又はスピーカ等の伝達関数を含ませた
ものとしてもよい。

【００２２】又、（１），（２）式の音圧、インパルス
応答及び信号Ｓ(t) を時間軸上で離散的なデジタル信号
として考え、夫々次の（３）〜（７）式のように変換す
る。Ｌ(t) → Ｌ(n) ・・・（３）Ｒ(t) → Ｒ(n) ・・・（４）ｈ5(t) → ｈ5(n) ・・・（５）ｈ6(t) → ｈ6(n) ・・・（６）Ｓ(t) → Ｓ(n) ・・・（７）

【００２３】この場合、（１）式、（２）式は次の
（８），（９）式のようになる。

【数１】

【数２】ここで自然数ｎは厳密にはｎＴと表記すべきであり、Ｔ
はサンプリング周期を表すが、一般的にＴを省略して
（８），（９）式のように表記する。又Ｎはインパルス
応答ｈ5(n)，ｈ6(n)の長さである。

【００２４】又、同様に信号Ｓ(t) がスピーカ６−１，
６−２から音響として出力されて、受聴者７に到達する
音について、次の（１０），（１１）式が成立する。即
ち左耳の音圧は、次の（１０）式となる。右耳の音圧は、次の（１１）式となる。

【００２５】頭部伝達関数が互いに等しければ、一般に
音が同一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、次の（１２）〜（１５）
式が成立する。Ｌ(n) ＝Ｌ’(n) ・・・（１２）Ｒ(n) ＝Ｒ’(n) ・・・（１４）従って（１３），（１５）式が成立するように、インパ
ルス応答ｈLL(n) ，ｈLR(n) を決定すれば良い。

【００２６】例えば、インパルス応答h1(n) 〜h6(n) ，
hLL(n)，hLR(n)を周波数領域の表現で書き直すと、次の
（１６）〜（２３）式のようになる。 H1(n) ＝FFT(h1(n)) ・・・（１６） H2(n) ＝FFT(h2(n)) ・・・（１７） H3(n) ＝FFT(h3(n)) ・・・（１８） H4(n) ＝FFT(h4(n)) ・・・（１９） H5(n) ＝FFT(h5(n)) ・・・（２０） H6(n) ＝FFT(h6(n)) ・・・（２１） HLL(n)＝FFT(hLL(n)) ・・・（２２） HLR(n)＝FFT(hLR(n)) ・・・（２３）但し、FFT( ) はフーリエ変換（ＦＦＴ）された関数を
表す。

【００２７】次に（１３）、（１５）式を周波数領域の
表現で書き直すと、次に示す（２４），（２５）式のよ
うに畳込み演算が乗算に変わり、後はそれぞれのインパ
ルス応答をフーリエ変換した伝達関数になる。

【００２８】（２４），（２５）式において、デジタル
フィルタの伝達関数HLL(n)、HLR(n)の値以外は測定によ
り得られることから、次に示す（２６），（２７）式の
ようにデジタルフィルタの伝達関数HLL(n)、HLR(n)を求
めることができる。

【数３】

【数４】このようにして決定されたHLL(n)、HLR(n)を逆フーリエ
変換（ＩＦＦＴ）したｈLL(n) ，ｈLR(n) を用い、信号
Ｓ（ｎ）をデジタルフィルタ３−１，３−２に与え、ス
ピーカ６−１に入力される信号にはインパルス応答ｈLL
(n) を畳み込み、スピーカ６−２に入力される信号には
インパルス応答ｈLR(n) を畳み込み、その信号を出力す
る。こうすると、受聴者７は実際に左後方のスピーカ９
を鳴らさなくても、その方向から音が鳴っていると感じ
ることができる。以上のような方法により、音像を任意
の方向に仮想的に定位させることができる。

【００２９】次に、本発明の音場再生装置について説明
する。図１は本発明の第１実施例による音場再生装置の
全体構成を示すブロック図である。本図において信号入
力手段１にはＡ／Ｄ変換器２を介して信号処理手段３が
接続される。そしてこの音場再生装置には受聴者と音像
の位置，距離や音場の広さを入力する入力手段１０が設
けられ、その出力はパラメータ制御手段１１に与えられ
る。パラメータ制御手段１１は入力手段１０から設定さ
れた位置や距離及び音場の広さ等の条件に基づいて信号
処理手段３に与えるパラメータを制御するものである。
パラメータ制御手段１１は受聴者から見て全ての方向及
び位置に音像を定位させるための畳み込み係数をあらか
じめ記憶しており、これを選択して設定するものとす
る。

【００３０】図２は第１実施例における信号処理手段３
Ａの具体的な構成を示すブロック図である。本図におい
て図１のＡ／Ｄ変換器２からの出力は複数の遅延器１２
−１〜１２−ｎ及び直接音音像定位手段１３−０に入力
される。遅延器１２−１〜１２−ｎは距離感を出すため
に複数の反射音に対応して、パラメータ制御手段１１よ
り設定される遅延時間に応じて入力信号を遅延させると
共に、遅延レベルに応じて信号振幅を減衰させるもので
ある。遅延器１２−１〜１２−ｎの出力は夫々反射音音
像定位手段１３−１〜１３−ｎに入力される。直接音音
像定位手段１３−０及び反射音音像定位手段１３−１〜
１３−ｎはいずれも図３に示すデジタルフィルタ３−
１，３−２を含んで構成されており、前述したようにパ
ラメータ制御手段１１から出力される音像の位置及び音
像の広さに対応した畳み込み係数が入力される。

【００３１】直接音音像定位手段１３−０は直接音の音
像位置に音像を定位させるものである。又、反射音音像
定位手段１３−１〜１３−ｎは夫々第１〜ｎの反射音の
音像位置に対応するように反射音像を定位させるもので
ある。これらの音像定位手段１３−０〜１３−ｎの左右
の出力は、夫々加算器１４−１，１４−２に与えられ
る。加算器１４−１，１４−２は左右の音響信号を加算
して出力するものであって、図１に示すＤ／Ａ変換器４
−１，４−２に夫々入力される。Ｄ／Ａ変換器４−１，
４−２以降の構成については図３と同様である。

【００３２】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず図１の信号入力手段１にオーディオ信号が入力され
る。入力されたオーディオ信号はＡ／Ｄ変換器２でデジ
タル信号に変換された後、信号処理手段３に入る。信号
処理手段３に入った信号は、図２の直接音音像定位手段
１３−０により直接音、反射音音像定位手段１３−１〜
１３−ｎで反射音毎の音像が定位される。即ち、入力手
段１０で受聴者と音像の位置、距離や音場の広さ等を入
力すると、入力された内容に応じた特性が得られるよう
に、パラメータ制御手段１１は反射音の方向や音量、残
響時間の周波数特性、直接音音像定位手段１３−０の出
力振幅等を制御するための信号を信号処理手段３に出力
する。そして信号処理手段３は加算器１４−１，１４−
２に左右の音響信号を夫々出力する。このように処理さ
れた信号はＤ／Ａ変換器４−１，４−２でアナログ信号
に変換された後、アンプ５−１，５−２で電力増幅さ
れ、スピーカ６−１，６−２から再生される。これによ
り、図３に示すように受聴者７は、意図した距離感や広
がり感を感知して音像を定位させることが可能である。

【００３３】次に信号処理手段３での制御についてより
具体的に説明する。受聴者７が特定の音場である音を聞
く場合、図４（ａ）のように直接音Ｄに対して反射方向
が例えば４方向あるとすれば、そのレベル（音量）と時
間の関係は例えば図４（ｂ）のようになる。受聴者と音
像の位置関係に応じて、直接音Ｄと初期反射音ＲＦ１と
の音量バランス、直接音Ｄが発生した後の初期反射音Ｒ
Ｆ１が発生するまでの時間、その他の反射音ＲＦ２〜Ｒ
Ｆ４の音量バランスや時間間隔等が変わることになる。
これにより、受聴者は心理的に距離や広がりを感じる。
例えば反射音が図４（ｂ）に示すように４本の場合、反
射音ＲＦ１は直接音Ｄからの遅延時間を5.5mS ，レベル
80％とし、反射音ＲＦ２は遅延時間7.3mS ，レベル77％
とし、反射音ＲＦ３は遅延時間を7.9mS ，レベル76％と
し、反射音ＲＦ４は遅延時間17.4mS，レベル50％のよう
に、入力手段１０によって設定する。そして夫々遅延器
１２−１〜１２−４を用いて反射音音像定位手段１３−
１〜１３−４に出力する。パラメータ制御手段１１で
は、音像距離に応じてあらかじめ記憶された各反射音の
方向を実現する係数をデジタルフィルタ３−１，３−２
に設定する。そうすれば直接音及び各反射音の音像の位
置は前述したようにデジタルフィルタによる畳み込み演
算によって実現されることとなり、音像を希望する方向
に定位させることができる。

【００３４】図５は、請求項２の発明を具体化した第２
実施例の音場再生装置において、その信号処理手段３Ｂ
のブロック図を示している。これは、図２の構成で示し
た加算器１４−１，１４−２からの出力信号に対し、残
響音作成手段１５−１，１５−２を追加し、音場の広さ
に応じた残響音を付加するようにしたことである。この
残響音作成手段は例えば遅延時間の異なる複数のフィー
ドバックエコーを直列接続することにより構成する。例
えば10ｍ前後までの距離感に空間の広がりを出す場合に
は、残響音の長さは例えば0.25〜0.35秒とし、直接音に
対する残響音の遅れ時間を50mSとする。10ｍ以上20ｍ前
後の距離感に空間の広がりを出す場合には、例えば残響
音の長さは0.7 〜0.9 秒、直接音に対する残響音の遅れ
時間を50mS、のように設定する。又広いコンサートホー
ルのような音場再生ならば、残響時間を比較的長く、且
つ低音域の残響時間を高音域のそれより長くするように
付加する。

【００３５】図６は、請求項３の発明を具体化した第３
実施例の音場再生装置において、その信号処理回路３Ｃ
のブロック図を示している。これは、図２で示した直接
音音像定位手段１３−０、反射音音像定位手段１３−１
〜１３−ｎからの各出力に対して、周波数特性制御手段
１６−１〜１６−（２ｎ＋２）により音圧周波数特性を
制御する。例えば、受聴者と音像との距離が長い場合、
高音域の音圧を低音域のそれより低くする。また、５〜
１０ｍの距離感を出す場合には、反射音付加後、周波数
特性を例えば以下のように制御する。周波数４ＫHz・ゲイン＋５dB （１／３oct −５ｄ
Ｂ）周波数８ＫHz・ゲイン＋５dB （１／３oct −５ｄ
Ｂ）

【００３６】図７は、請求項１の発明を具体化した第４
実施例の音場再生装置において、その信号処理手段３Ｄ
のブロック図を示している。図７において前述した実施
例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。ここでは、図２で示した直接音音像定位手段１３−
０の信号と加算器１４−１の信号とは直接音反射音比率
制御手段１７−１に入力される。直接音反射音比率制御
手段１７−１は左ｃｈの直接音と反射音との比率を制御
するものである。また、同様に直接音音像定位手段１３
−０の信号と加算器１４−２の信号とは直接音反射音比
率制御手段１７−２に入力される。直接音反射音比率制
御手段１７−２は右ｃｈの直接音と反射音との比率を制
御するものである。

【００３７】直接音反射音比率制御手段１７は、直接音
音像定位手段１３−０と加算器１４を介して入力される
反射音音像定位手段１３−１〜１３−ｎからの各出力に
対して、その出力比を連続的に変化させて入力信号を加
算するもので、連続的な距離感の変化を得ることを目的
とする。例えば、１ｍ前後までの頭外感を出す場合は、
直接音：反射音を50：50とし、２〜５ｍ前後までの距離
感を出す場合は、直接音：反射音を30：70のように設定
する。尚このような直接音反射音比率制御手段１７は図
５の残響音作成手段１５又は図６の加算器１４の出力端
に設けても同様の効果が得られる。

【００３８】図８は、請求項４の発明を具体化した第５
実施例の音場再生装置において、その信号処理手段３Ｅ
のブロック図を示している。図８において前述した実施
例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。本実施例は、図２で示した直接音音像定位手段１３
−０、反射音音像定位手段１３−１〜１３−ｎのデジタ
ルフィルタによって、仮想スピーカの位置に音像を定位
させるフィルタ係数を畳み込まなくとも、左右両耳へ入
力される反射音の到来時間差とレベル差によって距離感
を出すようにしたものである。

【００３９】図８の信号処理手段３Ｅは左ｃｈ又は右ｃ
ｈ何れか一方の回路を示し、他方はこれと同一であるの
で記載を省略する。入力信号を遅延する遅延器１２−１
〜１２−ｎと、これらの遅延器の出力信号の振幅を制御
するゲインコントローラ１８−１〜１８−ｎが夫々設け
られている。加算器１４−１は、遅延器を通さない直接
音と、ゲインコントローラ１８−１〜１８−ｎの各出力
を加算する回路である。

【００４０】例えば、反射音が図９（ａ）（ｂ）に示す
ように、左右両耳にそれぞれ４本で５ｍ前後の距離感を
出す場合、左耳への反射音ＲＦ１は直接音からの遅延時
間を5.5mS 、レベル80％、反射音ＲＦ２は遅延時間を7.
3mS 、レベル77％、反射音ＲＦ３は遅延時間を7.9mS 、
レベル76％、反射音ＲＦ４は遅延時間を17.4mS、レベル
50％としている。また、右耳への反射音のＲＦ１は直接
音からの遅延時間を5.5mS 、レベル80％、反射音ＲＦ２
は遅延時間を7.1mS 、レベル77％、反射音ＲＦ３は遅延
時間を8.1mS 、レベル76％、反射音ＲＦ４は遅延時間を
17.4mS、レベル50％のように入力手段１０によって設定
している。そしてこのような値になるよう遅延器１２の
遅延時間とゲインコントローラ１８−１〜１８−４の利
得とが設定される。

【００４１】図１０は、請求項５の発明を具体化した第
６実施例の音場再生装置における、パラメータ制御の概
念図である。図１の入力手段１０によって音場の広さや
音源の位置を入力すると、受聴者Ｐと音像Ｓとの距離は
側方反射角度θによって表される。例えば、受聴者Ｐ２
で示すように音像Ｓからの距離が遠くなるとθの値が小
さくなり、受聴者Ｐ１で示すように距離が近くなると、
θの値は大きくなる。この側方反射角θの大きさによっ
て信号処理手段３における遅延や畳み込み係数が変わ
る。

【００４２】図１１は、請求項６の発明を具体化した第
７実施例の音場再生装置のブロック図である。図１と同
様のパラメータ制御手段１１の入力部に、パラメータ受
信手段１９が設けられている。パラメータ受信手段１９
は、距離や広がり感を制御するための制御信号を外部か
ら受信するものである。パラメータ受信手段１９によっ
て受信された制御信号により、パラメータ制御手段１１
は信号処理手段３に設定するパラメータを制御する。以
下の動作は前述した実施例と同様であり、説明は省略す
る。

【００４３】このように本実施例では、外部からの制御
信号により距離感や広がり感を制御することができ、あ
らかじめプログラミングされた信号を用いて、繰り返し
の制御を行ったり、映像などと組み合わせて、映像の場
面に応じた距離感、広がり感の制御が可能となる。

【００４４】なお以上の各実施例において、再生スピー
カの代わりに、ヘッドホンを用いて音場を再生しても良
い。また、第５，第６実施例では、入力信号がモノラル
の場合について述べたが、ステレオの場合でも、信号毎
に独立の信号処理手段を設け、加算手段１４−１，１４
−２に加算することで対応できる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明の音場再生装置は、
入力手段に入力された受聴者と音像の位置、距離や音場
の広さに応じて、音圧周波数特性、残響時間周波数特
性、直接音と反射音の比率等のパラメータを制御するこ
とによって、再生用スピーカ以外の任意の場所に音像を
定位させることができ、距離感や広がり感のある音場再
生を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における音場再生装置のブ
ロック図である。

【図２】第１実施例の音場再生装置に用いられる信号処
理手段のブロック図である。

【図３】本発明の音像定位の原理を示す説明図である。

【図４】（ａ）は反射音と直接音との関係を示す図であ
り、（ｂ）は音響レベルと遅延時間の関係を示すグラフ
である。

【図５】本発明の第２実施例の音場再生装置に用いられ
る信号処理手段のブロック図である。

【図６】本発明の第３実施例の音場再生装置に用いられ
る信号処理手段のブロック図である。

【図７】本発明の第４実施例の音場再生装置に用いられ
る信号処理手段のブロック図である。

【図８】本発明の第５実施例の音場再生装置に用いられ
る信号処理手段のブロック図である。

【図９】第５実施例の音場再生装置における音響レベル
と遅延時間の関係を示すグラフである。

【図１０】本発明の第６実施例の音場再生装置におけ
る、パラメータ制御の概念図である。

【図１１】本発明の第７実施例の音場再生装置の全体構
成を示すブロック図である。

【図１２】従来の距離感制御を行う音場再生装置のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１信号入力手段２，２−１，２−２Ａ／Ｄ変換器３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ信号処理手段３−１，３−２デジタルフィルタ４−１，４−２Ｄ／Ａ変換器５−１，５−２アンプ６−１，６−２，９スピーカ７，Ｐ１，Ｐ２受聴者８信号発生手段１０入力手段１１パラメータ制御手段１２−１〜１２−ｎ遅延器１３−０直接音音像定位手段１３−１〜１３−ｎ反射音音像定位手段１４−１，１４−２加算器１５−１，１５−２残響音作成手段１６−１〜１６−（２ｎ＋２）周波数特性制御手段１７−１，１７−２直接音反射音比率制御手段１８−１〜１８−ｎゲインコントローラ１９パラメータ受信手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０３Ｇ 5/16 ＢＣ (72)発明者伊達俊彦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】入力されるオーディオ信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジタル信号が入力
され、受聴者と音像の位置及び距離に応じた音響信号と
なるように信号処理を行う信号処理手段と、受聴者と音像の位置関係を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された内容に応じた特性が得ら
れるように前記信号処理手段で信号処理を行うためのパ
ラメータを制御するパラメータ制御手段と、前記信号処理手段より出力される信号をアナログ信号に
変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅するアンプと、前記アンプの出力を再生するスピーカと、を具備する音
場再生装置であって、前記信号処理手段は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる遅延器
と、直接音の音源発生方向に入力信号の音像を定位させる直
接音音像定位手段と、前記遅延器からの信号が入力され、前記反射音の音像を
その発生方向に定位させる反射音音像定位手段と、前記直接音音像定位手段及び反射音音像定位手段の出力
を、その比率を連続的に変化させて加算する直接音反射
音比率制御手段と、有するものであることを特徴とする
音場再生装置。
【請求項２】前記入力手段は、音場の広がりを同時に入力するものであり、前記信号処理手段は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる遅延器
と、直接音の音源発生方向に入力信号の音像を定位させる直
接音音像定位手段と、前記遅延器からの信号が入力され、前記反射音の音像を
その発生方向に定位させる反射音音像定位手段と、前記直接音音像定位手段及び反射音音像定位手段の出力
を、その比率を連続的に変化させて加算する直接音反射
音比率制御手段と、前記直接音反射音比率制御手段より得られる信号に残響
特性を付加する残響音作成手段と、を有するものである
ことを特徴とする請求項１記載の音場再生装置。
【請求項３】前記信号処理手段は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる遅延器
と、直接音の音源発生方向に入力信号の音像を定位させる直
接音音像定位手段と、前記遅延器からの信号が入力され、前記反射音の音像を
その発生方向に定位させる反射音音像定位手段と、前記直接音音像定位手段及び反射音音像定位手段の出力
の周波数特性を可変する周波数特性制御手段と、前記周波数特性制御手段を介して入力される前記直接音
音像定位手段及び反射音音像定位手段の出力を、その比
率を連続的に変化させて加算する直接音反射音比率制御
手段と、有するものであることを特徴とする請求項１記
載の音場再生装置。
【請求項４】入力されるオーディオ信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器により変換されたデジタル信号が入力
され、受聴者と音像の位置及び距離に応じた音響信号と
なるように信号処理を行う信号処理手段と、受聴者と音像の位置関係を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された内容に応じた特性が得ら
れるように前記信号処理手段で信号処理を行うためのパ
ラメータを制御するパラメータ制御手段と、前記信号処理手段より出力される信号をアナログ信号に
変換するＤ／Ａ変換器と、前記Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅するアンプと、前記アンプの出力を再生するスピーカと、を具備する音
場再生装置であって、前記信号処理手段は、入力信号を反射音の反射時間に応じて遅延させる複数の
遅延器と、前記遅延器の信号が入力され、その利得を制御する複数
のゲインコントローラと、前記Ａ／Ｄ変換器の出力と前記複数のゲインコントロー
ラの出力とを加算する加算器と、を具備することを特徴
とする音場再生装置。
【請求項５】前記パラメータ制御手段は、音源から音響空間の壁で反射して受聴者に入射される反
射音の角度を側方反射角度とするとき、前記側方反射角
度が入力されるとこれを受聴位置又は音像位置に変換し
て前記信号処理手段に与えるものであることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１項記載の音場再生装置。
【請求項６】前記入力手段は、外部から音場に関する制御信号を受信し、前記パラメー
タ制御手段に与えるパラメータ受信手段を含むものであ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の
音場再生装置。