JPS5931279B2 - 信号変換回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 定位情報を有していない信号を原信号と〜し、その原信
号から信号レベル及び位相を異にする複数個の信号を得
て、それによって空間内に配置された再生音源を駆動し
た時に、受聴者に与えられる両耳信号が、音源が実在す
るとした場合にパイノーラル信号発生装置を用いてその
出力信号として得られるべきパイノーラル信号と同様な
信号を発生させるようにした音像定位装置（例えば特開
昭５２−１１６２０２号公報参照）として用いられる信
号変換回路や、スピーカ再生用のステレオ信号をヘッド
ホン再生用のステレオ信号に変換するための信号変換回
路（例えば、特開昭５４−４１１０１号公報参照）、及
びヘッドホン再生用のステレオ信号をスピーカ再生用の
ステレオ信号に変換するための信号変換回路（例えば、
特開昭５４−４０６０１号公報参照）、ならびに、ステ
レオ音場の拡大のために使用される信号変換回路（例え
ば、特開昭５４−４２１０１号公報参照）などにおいて
、それらのものが音場における音源（本明細書中では音
源という用語が、実在する音源と仮想音源との双方のも
のに対して使用されている）から受聴者の耳までの伝達
特性に基づいて構成された場合には、高品質な音像の定
位が得られることは良く知られているとおりであるが、
音源から受聴者の耳までの伝達特性には遅延成分を含ん
でいるから、音場における音源から受聴者の耳までの伝
達特性に基づいて構成された従来の信号変換回路には、
必らず遅延回路が用いられて℃・た。

しかしながら、遅延回路はその構成が複雑であり、かつ
、高価なものであるために、遅延回路を使用しないでも
高品質な音像の定位を達成しうるような信号の得られる
信号変換回路の出現が望まれていた。

前記したように、高品質な音像の定位を達成しうる信号
が得られるように、音源から受聴者の耳までの伝達特性
に基づいて構成された従来の信号変換回路（上記に例示
した各公開公報中に開示されている信号変換回路も含め
て）においては、その構成中に遅延回路が設けられてい
た、という点について、幾つかの実例により具体的に説
明すると次のとおりである。

第１図は、スピーカ再生用のステレオ信号、すなわち、
空間に配置された複数個のスピーカによって形成される
再生音場内の受聴者が、ステレオソースの制作者の意図
した立体音感や音質を有する音として受聴できるように
作られて各スピーカに供給されるべきステレオ信号を、
ヘッドホンによって受聴する受聴者がスピーカによる再
生音場内において得られるのと同一の立体音感や音質を
有する音として受聴することができるようなヘッドホン
再生用のステレオ信号に変換するための信号変換回路Ｓ
Ｘの従来例のもののブロック図であって、この第１図に
おいて、１，２は右チャンネル信号と左チャンネル信号
との入力信号Ｒｉ ｔＬｉの入力端子であり、また、
３，４は右チャンネル信号と左チャンネル信号との出力
信号Ｒ８゜Ｌｏの出力端子であり、さらに、５，６は加
算器である。

さらに、７，８は第３図示のようにスピーカＳｐｒ 、
ｓＰｌによる再生音場内の受聴者Ｍの右（左）の耳とス
ピーカ５Ｐｒ（ＳＰｌ）との間の伝達特性Ａと、前記の
受聴者Ｍの右（左）の耳とスピーカＳＰ （ＳＰ
）との間の伝達特性Ｂとによって定められる特性Ｂ／Ａ
を有するように構成された回路であり、また、９，１０
はヘッドホンの特性をＨＰとした時に、これと前記した
伝達特性Ａとによって定められるＡ／ＨＰの特性を示す
ように構成された回路である。

第２図は、前記した第１図示の信号変換回路ＳＸからの
出力信号Ｒ６，Ｌｏを、特性がＨ９であるようなヘッド
２ ホン１１に与えて受聴者Ｍが受聴している状態を示
した図である。

今、第３図において、スピーカＳＰｒ、ＳＰｌが平坦な
周波数レスポンス特性を有するものとし、スピーカＳＰ
ｒ 、ＳＰｌに対して信号Ｒｉ、Ｌｉ５ が供給されて
いた場合を考えると、この場合に受聴者Ｍの両耳に与え
られる信号Ｒｅ、Ｌｏは、スピーカＳ Ｐ ｒ 、Ｓ
Ｐ １から受聴者Ｍの両耳までの既述した伝達特性Ａ、
Ｂを用いて次の（１）式のように示される。

また、第１図示の信号変換回路ＳＸの人、出力信号間の
関係は次の（２）式によって現わされ、さらに、第２図
に示される受聴者Ｍの両耳に与えられる信号Ｒ８，Ｌ８
と信号変換回路ＳＸの出力信号Ｒｏ 、Ｌｏどの間の関
係は次の（３）式で示されるものとなる。

そして、前記の（２）式のような信号変換特性を示すよ
うに第１図示の構成態様となされている信号変換回路Ｓ
Ｘの出力信号Ｒ８，Ｌｏを、特性がＨＰであるようなヘ
ッドホン１１に与えて受聴者Ｍが受聴した場合における
受聴者Ｍの両耳信号Ｒ８、Ｌ、と、信号変換回路ＳＸの
入力信号ＲｉｊＬｉとの間の関係は、前記の（２）、（
３）式より次の（４）式のように示されるものとなる。

この（４）式は既述した（１）式と同一であり、このこ
とは第２図のように（２）式で示される信号変換特性を
有する信号変換回路ＳＸを用いてヘッドホン１１で受聴
する受聴者Ｍは、第３図示のようにスピーカＳ Ｐ ｒ
、Ｓ Ｐ １による再生音場内の受聴者Ｍと同一の立
体音感や支質を有する再生音を受聴することができると
いうことを示している。

ところで、第１図示の信号変換回路ＳＸを構成している
回路の内で、ブロック７．８で示す回路は、既述のよう
に、スピーカＳ Ｐ ｒ ｔ Ｓ Ｐ １による再生
音場内の受聴者Ｍの両耳とスピーカＳＰｒ。

ＳＰｌとの間に伝達特性Ａ、Ｂ（第３図）の比の特性、
すなわち、スピーカとそれに近い方の耳との間の伝達特
性Ａを基準とした場合の、スピーカとそれに遠い方の耳
との間の伝達特性Ｂ／Ａを示すように構成されているも
のであるが、このＢ／Ａ特性は頭のかげになった分だけ
高域の減衰した周波数特性を有すると共に、スピーカか
らの距離の差と対応した遅延時間を含んでいるものであ
り、実際の回路構成は高域減衰フィルタと遅延回路との
縦続接続によって構成されるものである。

このように、第１図示の信号変換回路ＳＸにおいては、
それの構成に際して遅延回路の使用が必要とされていた
のである。

なお、第１図示の信号変換回路ＳＸにおいて、ブロック
９，１０で示す回路は、それの特性が人／ＨＰであるよ
うなものとして作られるが、この人／ＨＰの特性の回路
は信号変換回路ＳＸの全体の音質を決めるためのもので
あって、それの構成に当っては何ら遅延回路は必要とは
されず、また、その特性Ａ／ＨＰは測定に基づいて周波
数特性が決定されればよいものである。

また、ブロック９゜１０はその、特性が正しくＡ／ＨＰ
となるように作られてなくても、音質が変わるだけであ
り、Ａ／ＨＰの特性のずれによっても音像の定位は変化
しない。

次に、前記したものとは逆に、ヘッドホン再生用のステ
レオ信号、すなわち、ステレオソースの制作者の意図し
た立体音感や音質を有する音がヘッドホンによって受聴
者Ｍに受聴されうるように作られたステレオ信号を、ス
ピーカによって受聴する受聴者がヘッドホンの使用時に
得られるのと同一の立体音感や音質を有する音として受
聴することができるようなスピーカ再生用のステレオ信
号に変換するための信号変換回路ＳＹを考えると、第４
図において、図中の信号変換回路ＳＹが、（ｙ）式で示
されるような特性Ｙとなされていれば、信号変換回路Ｓ
Ｙの入力信号Ｒ１７Ｌｉと第３図示のような再生音場内
における受聴者Ｍの両耳信号Ｒ８，Ｌｏ、！Ｚの関係は
次の（５）式で表わされるものとなる。

スピーカＳＰｒ 、ＳＰｌ０周波数レスポンス特性が平
坦なものであれば、（５）式は（６）式に示すように信
号変換回路ＳＹに対する入力信号ＲｉｊＬｉがそのまま
受聴者Ｍの両耳信号Ｒ８、Ｌ８として現われ、したがっ
て、受聴者Ｍはヘッドホン再生用のステレオ信号をヘッ
ドホンを用いて受聴している場合と同様の立体音感と音
質とを有する再生音をスピーカによる再生音場中で受聴
できることになる。

上記のような特性Ｙを示す信号変換回路ＳＹは、それを
例えば第５図に示すような構成態様のものとして実現す
ることができる。

第５図におイテ１２．１３は入力端子、２０．２１は出
力端子、１４．１５は特性が１／Ａであるような回路、
１６．１７は減算器、１８，１９は特性がＢ／Ａである
ような回路であり、この第５図示の信号変換回路ＳＹに
おける入出力信号間の関係は次の（７）式及びそれを変
形した（７ａ）式によって示されるものである。

上記の（７ｙ）式は、信号変換回路ＳＹの信号変換特性
Ｙが既述した（ｙ）式で示すものと同一であることを表
わしており、第５図示の構成態様の信号変換回路ＳＹを
用いると、スピーカ再生用のステレオ信号をヘッドホン
再生用のステレオ信号に変換できることは明らかである
。

ところで、この第５図示の信号変換回路ＳＹにおいても
、ブロック１８．１９で示されている回路がＢ／Ａの特
性を有しているものであるために、既述した第１図示の
信号変換回路ＳＸの場合と同様に、高域減衰フィルタと
遅延回路との縦続接続で構成されるので、その構成に当
っては遅延回路が必要とされていた。

次に、信号変換回路がステレオ音場拡大装置（音像定位
装置を２個用いたものに相当する）のために用いられる
場合について考えると、このステレオ音場拡大装置では
、再生スピーカＳＰｒ 。

ＳＰｌから受聴者Ｍの両耳までの伝達特性と、あたかも
そこにスピーカ５Ｐｒｉ 、５Ｐｌｉ があるように聞
こえる位置にスピーカがある場合におけるその仮想スピ
ーカから受聴者Ｍの両耳までの伝達特性が第６図に示す
ように、それぞれＡ、Ｂ。

Ａ／ 、 Ｂ／であるとすると、信号変換回路Ｓｚの出
力信号Ｒ８，Ｌｏと受聴者Ｍの両耳信号Ｒｅ、Ｌ。

どの関係が（８）式のように示されるものとなり、また
、入力信号Ｒｉ、Ｌｉと受聴者Ｍの両耳信号Ｒ８、Ｌｅ
との関係が（９）式のように示されるものとなるような
人、出力特性を示す信号変換回路Ｓｚが必要とされる。

（１０）式は信号変換回路Ｓｚの信号変換特性２である
。

そして、前記の（１０）式で示されるような信号変換特
性２を有するような信号変換器ＳＺによって信号変換が
行なわれると、第７図中の受聴者Ｍは、第７図中の仮想
スピーカ位置にスピーカ５Ｐｒｉ。

Ｓ ｐ−１ｉ が配置されていた場合に受畔者Ｍが受聴
できる（９）式で示される両耳信号と同一の卸式で示さ
れるような両耳信号を受聴できるのである。

ステレオ音場拡大装置において使用される信号変換回路
Ｓｚは、Ｃ１１式で示されている信号変換特性２より明
らかなように、第１図示の信号変換回路ＳＸ中における
ブロック７．８をその特性がＢ／／Ａ′とした信号変換
回路と、第５図示の信号変換回路ＳＹとを縦続接続した
ものによって実現することができるが、その実現に際し
て必要とされるＢ／Ａ特性、Ｂ／／ Ａ／特性の回路は
高域減衰フィルタと遅延回路とを縦続接続することによ
って構成されるので、この音場拡大装置についてみても
、遅延回路が必要とされていたのである。

また、ステレオ音場拡大装置ＳＺにおいて、その入力が
１個の場合に相当する構成を有する特開昭５２−１１６
２０２号公報に記載のような音像定位装置においても、
その構成に当っては遅延回路カ必要とされていたのであ
る。

これまでの説明から明らかなように、従来例の信号変換
回路では、そのいずれのものにおいてもそれらの構成に
当っては高価で複雑な遅延回路が必要とされていたので
各種の装置を安価に製作するという面で支障となってい
た。

本発明は、高価で複雑な遅延回路を不要とするような信
号変換回路を提供して、従来の問題点を・解決すること
を目的としてなされたもので、以下、添付図面を参照し
てその内容を具体的に説明する。

第８図は、スピーカ再生用のステレオ信号をヘッドホン
再生用のステレオ信号に変換するための信号変換回路と
して実施した本発明の信号変換回路の一実施例のものの
ブロック図であり、この第８図示の信号変換回路ＳＸａ
において、１，２は入力端子、３，４は出力端子、２２
，２７は加算器、２３，２８は減算器、９，１０は既述
した第１図示の信号変換回路ＳＸのブロック９，１０と
同じ＜Ａ／ＨＰの特性を有するように構成されている回
路、２４は差信号の伝送路中に必要に応じて設けられる
移相回路、２５．２６はそれぞれ最小移相推移のフィル
タによって所要の振幅周波数特性Ｆｍａ、Ｆ８ａを有す
るように構成された回路であって、この第８図示の本発
明による信号変換回路ＳＸａは、既述した第１図示の従
来の信号変換回路ＳＸと同じ信号変換特性を有するもの
として構成されうるものである。

さて、第１図示の従来の信号変換回路ＳＸは、その入力
信号Ｒｉ、Ｌｉと出力信号Ｒ８，Ｌｏどの関係が既述し
た（２）式、すなわち、 に示されるものとなるような信号変換特性を有している
。

そして、上記の（２）式に示されている各信号間の関係
によって、信号変換回路ＳＸの出力信号Ｒ８，Ｌｏを、
特性がＨＰであるようなヘッドホン１１を用いて受聴者
Ｍが第２図示のように受聴すれば、受聴者Ｍは第３図示
のように信号Ｒｉ ｊＬｉが供給されているスピーカ
ＳＰ、、ＳＰＩによる再生音場で受聴している状態と全
（同じ状態の音をヘッドホン１１によって受聴できるこ
とは既述したとおりである。

ところで、スピーカＳＰｒ、ＳＰｌによる再生音場にお
ける受聴者Ｍの位置と２つのスピーカＳＰｒ、ＳＰｌの
設置位置との関係は、第３図示のように受聴者Ｍの正面
の対称な位置に２つのスピーカＳＰｒ 、ＳＰｌが存在
しているものとなされており、したがってこの第３図に
示されている受聴者Ｍと２つのスピーカＳＰｒ 、ＳＰ
ｌとの位置関係に基づいて回路化された第１図示の信号
変換回路ＳＸは、左右チャンネルに関して対称的な回路
構成のものとなされている。

本発明者は、音像の定位はそれが左、右のチャンネル信
号の信号間の関係によって与えられるものであり、また
意図した音像の定位が得られるような信号を作るべき所
要の信号変換特性が、第１図示の信号変換回路ＳＸのよ
“うに、左右チャンネルに関して対称的な回路構成のも
のによって得られる場合、これを一般的に表現すれば、
２つの信号の信号間の関係によって与えられる音像の定
位が、意図したとおりのものとなされうるような信号を
得る際に必要とされる信号変換特性が、２つの信号に関
して対称的な回路構成の信号変換回路によって得られる
場合には、２つの信号の和信号と差信号とを２つの信号
とする信号変換回路ＳＸａを構成しても良いのではない
かと考えた。

既述した（２）式を書き直して信号変換回路ＳＸの各人
、出力信号間の関係を、 （２ａ）式のように表わし、２つの信号間の和信号（Ｒ
十Ｌ ）と差信号（Ｒｏ−Ｌｏ）とを０ ０ それぞれ求めてみると、次の（１２）、（１３）Ｅが得
られる。

前記した和信号と差信号とにおいて、（１２）式より出
力信号の和信号は入力信号の和信号（Ｒｉ＋Ｌｉ）に対
して を乗じたものとして 示され、また、（１３）式より出力信号の差信号は入力
信号の差信号（Ｒｉ −Ｌｉ ）に対してを乗じたも
のとして示されているが、前 記の和、差信号において音像の定位情報は、和、差両信
号間の信号の関係によって示されるのであり、それは前
記した和、差両信号における前記の（Ｔ）式の関係が定
位情報を与えているのである。

なお、は音質を決めるものであって、 定位には無関係である。

スピーカＳＰｒ、ＳＰｌが受聴者Ｍの正面の左右３０度
の角度め位置に配置されている場合にづいて、その再生
音場における音源から受聴者の耳までの伝達特性Ａ、Ｂ
を用いて計算すると、Ｆ とＦ とはそれぞれ第９
図中に示されるような振幅周波数特性を有するものとし
て求められ、また は第１０図に示すような振幅周波数特 性を有するものとして求められる。

そして、前記した第９図及び第１０図に示されているＦ
ｍａ、Ｆｓａ。

などの振幅周波数時 性を有する回路は、一般的な最小位相推移のフィルタの
みによって所定の振幅周波数特性が得られるようにそれ
らを構成しただけで所要の特性が充分に得られ、遅延回
路を必要としない特性のものにできることが判かった。

すなわち、第８図示の信号変換回路ＳＸａにおいて、入
力端子１，２に供給された入力信号ＲｉｊＬｉを加算器
２２及び減算器２３によって得た和信号と差信号とを、
和信号はＦｍａの特性を有する回路２５に与え、また差
信号は必要に応じて設けられる移相回路２４を介してＦ
の特性を有する回路２６に与え、さらに前記した回
路２５゜２６の出力信号を加算器２７と減算器２８とに
与え、加算器２７及び減算器２８からの出力信号を、個
別に設けられているＡ／２・ＨＰの特性を有する回路９
，１ｄを介して出力端子３，４に送出すると、出力端子
３，４からは、入力信号Ｒｉ ７Ｌｉに対して既述し
た（２）式の関係を満足する出力信号Ｒ８，Ｌｏが得ら
れるのである。

前記のように最小位相推移を有するフィルタのみによっ
て構成した回路２５．２６は、それが第９図に示される
ような振幅周波数特性を示すものとして作られるだけで
、ごく低い周波数帯域を除く周波数帯域においては、計
算結果によって回路２５．２６に必要とされている位相
推移特性をも備えているものとなされるが、ごく低い周
波数帯域においては計算結果に対して第１１図示のよう
な位相のずれが生じるので、差信号の伝送系中に第１１
図示の位相ずれを補正しうるような１次の移相回路２４
を必要に応じて設ける。

前記の移相回路２４が設けられない場合には、音像の定
位にずれが生じることになるが、低い周波数帯域におけ
る音像定位に関する人間の判定能力が低いということも
あって、移相回路２４を用いなくても実用上においては
何ら差支えないという結果が得られている。

これまでの説明は、受聴者Ｍの正面の左右３０度の位置
に２個めスピーカが配置されている場合についてのもの
であったが、２個のスピーカの配置の態様が受聴者Ｍの
正面の左右３０度以外の角度であった場合についても、
それぞれの角度における再生音場の音源から受聴者Ｍの
耳までの伝達特性Ａ、Ｂを用いて計算して得たＦＩＴｌ
ａ、Ｆ８ａの振幅周波数特性を有する回路を、一般的な
最小位相推移のフィルタのみによって構成し、それを回
路２５．２６として用いることにより、既述した受聴者
Ｍの正面の左右３０度の位置に２個のスピーカが配置さ
れていた場合と同様に遅延回路を必要とせずに所要の信
号変換特性を有する信号変換回路が構成できることが実
証されている。

第１２図乃至第１４図は、受聴者Ｍの真横に２個のスピ
ーカＳＰｒ 、ＳＰｌが配置されていた場合の再生音場
における音源から受聴者Ｍの耳までの伝達特性Ａ、Ｂを
用いて計算して得た振幅周波数特性”ｍａｔＦｓａ
（第１２図）、（第 １３図）と、第１２図中のＦｍａ、ＦＳａ で示される
ような振幅周波数特性を示す回路２５．２６を、最小位
相推移特性を有するフィルタのみによって構成した場合
に、ごく低い周波数帯域に生じる位相ずれの状態（第１
４図）とを示す曲線図である。

第１５図は差信号の伝送系中に振幅周波数特性が となるように最小位相推移特性を有する フィルタのみによって構成された回路２９を設けると共
に、加算器２７と出力端子３との間、及び減算器２８と
出力端子４との間に、 のよ ５な振幅周波数特性を有する回路３０．３１を設けて構
成した信号変換回路ＳＸａであり、この第１５図示の信
号変換回路ＳＸａも既述した第８図示の信号変換回路Ｓ
Ｘａと同一の信号変換特性を有するものである。

第１５図示の信号変換回路ＳＸａにおける回路３０．３
１を省略すると、入力信号Ｒｉ、Ｌｉのの和信号は常に
何の周波数特性の変化も受けないで出力側に現われるも
のとなるから、この場合は正面の音像の音質の変化しな
し・信号変換回路ＳＸａとなる。

既述のように音像の定位は和信号と差信号との関係が重
要なのであり、和、差両信号間の関係が特定されれば、
その特定された和、差両信号間の関係に従った音像定位
が得られるものであるから、第８図、第１５図示の信号
変換回路ＳＸａと同様な信号変換特性を有する信号変換
回路ＳＸａは、第８図、第１５図示の構成態様とは異な
る構成態様のものによっても容易に実現できることはい
うまでもなく、本発明によれば従来の信号変換回路では
不可欠とされていた高価で複雑な遅延回路を用いること
なく、スピーカ再生用ステレオ信号をヘッドホン再生用
ステレオ信号に信号変換する信号変換回路を容易に提供
できるのである。

次に、ヘッドホン再生用のステレオ信号（パイノーラル
ソース）をスピーカによって受聴する受聴者がヘッドホ
ンの使用時に得られるのと同一の立体音感や音質を有す
る音として受聴することができるようなスピーカ再生用
のステレオ信号に変換するための信号変換回路に本発明
を実施した場合について説明する。

第１６図及び第２０図は、ヘッドホン再生用のステレオ
信号をスピーカ再生用のステレオ信号に信号変換する信
号変換回路ＳＹｂの構成例を示すブロック図であり、各
図において、１２，１３は入力信号Ｒｉ、Ｌｉの入力端
子、２０，２１は出力信号Ｒ８，Ｌｏの出力端子、３２
．３７は加算器、３３．３Ｂは減算器、３４は必要に応
じて設けられる移相回路であり、また、第１６図におい
て３５は最小位相推移を有するフィルタのみによって第
１７図中の曲線Ｆｍｂに示されているような振幅周波数
特性を有するように構成された回路、３６は最小位相推
移を有するフィルタのみによって第１７図中の曲線”ｓ
ｂ に示されているような振幅周波数特性を有するよう
に構成された回路、３９．４０はそれぞれ１／２・Ａの
特性を有するように構成された回路である。

さらに第２０図において、４１は第１９図に示されてい
るような曲線Ｆｓｂと同一の振幅周波数特性を有するよ
うにＦｍ１） 構成された回路、４２及び４３はそれぞれＦｍ１） ／
２・Ａの特性を有するように構成された回路である。

そして、１６図及び第２０図示の信号変換回路ＳＹｂは
、前記のような構成により既述した第５図示の従来の信
号変換回路ＳＹと同じ信号変換特性を有するものとして
構成されうるのである。

さて、既述した第５図示の従来の信号変換回路ＳＹも既
述した第１図示の信号変換回路ＳＸと同様に左右チャン
ネルに関して対称的な回路構成となされているから、こ
の場合にも既述した第１図示の従来の信号変換回路ＳＸ
を第８図及び第１５図示のような和、差信号による信号
変換回路ＳＸａとして構成させ得たのと同様に、和、差
信号による信号変換回路ＳＹｂとして構成できるものと
考えられる。

第５図示の信号変換回路ＳＹにおける人、出力信号の関
係を示す（７ａ）式、 より、入力信号Ｒ・ ｊＬｉは次のように示される。

（７ｂ）式から和、差信号を求めると、和信号は（１４
）式により、また差信号は０５）式で示されるものとし
て求められる。

α４式、α９式で示される和、差信号において音像の定
位情報は、和、差両信号間の信号の関係によって示され
るものであり、それは前記した（１４）、（１９式で示
す和、差両信号における 前記の（財）式の関係が定位情報を与えているのである
。

なお、−は音質を決めるものであって定位には無関係で
ある。

第１７図は、スピーカＳＰｒ、ＳＰｌが受聴者Ｍの正面
の左右３０度の角度お位置に配置されている場合につい
て、その再生音場における音源から受聴者の耳までの伝
達特性Ａ、Ｂを用いて計算−たＦｍ１）とＦｓｂとの振
幅周波数特性であり、また、第１８図録第１７図示のＦ
ｍｂ、Ｆ８ｂとの比の振幅周波数特性を示している。

そして、前記した第１７図及び第１８図に示されている
Ｆｍｂ 、Ｆ８ｂ。

などの振幅戸 特性を有する回路３５，３６，４１などは、それらをそ
れぞれ一般的な最小位相推移のフィルタのみによって所
定の振幅周波数特性が得られるように構成しただけで所
要の特性が得られ、遅延回路を必要としない特性のもの
にできることが判かった。

すなわち、第１６図示の信号変換回路ＳＹｂにおいて、
入力端子１２，１３に供給された入力信号Ｒｉ、Ｌｉを
加算器３２及び減算器３３によって得た和信号と差信号
とを、和信号は必要に応じて設けられる移相回路３４を
介して”ｍｌ）の特性を有する回路４３５に与え、また
、差信号はＦ８ｂの特性を有する回路３６に与え、さら
に、前記した回路３５．３６の出力信号を加算器３７と
減算器３８とに与え、加算器３７及び減算器３８からの
出力信号を、個別に設けられている１／２・Ａの特性を
有する回路３９，４０を介して出力端子２０．２１に送
出すると、出力端子２０．２１からは入力信号ＲｉｊＬ
ｉに対して既述した（７ａ）または（７ｙ）式の関係を
満足する出力信号Ｒ８゜Ｌｏが得られるのである。

第２０図示の信号変換回路ＳＹｂでは差信号の伝送系中
にＦ８ｂ／Ｆｍｂの特性を有する回路４１を設け、また
、加算器３７と出力端子２０との間及び減算器３８と出
力端子２１との間に、Ｆｍｂ／２・Ａの特性を有する回
路４２．４３を設けて、第１６図示の信号変換回路ＳＹ
ｂと同一の信号変換特性が得られるようになされている
。

前記のように最小位相推移を有するフィルタのみによっ
て構成した回路３５，３６は、それを第１７図中のＦｒ
ｎｂ、Ｆ８ｂのような振幅周波数特性を示すものとして
作られるだけで、ごく低い周波数帯域を除く周波数帯域
においては、計算結果によって回路３５．３６に必要と
されている位相推移特性をも備えているものとなされる
が、ごく低い周波数帯域においては計算結果に対して第
１９図示のような位相のずれが生じるので、和信号の伝
送系中に第１９図示の位相のずれを補正しうるような１
次の移相回路３４を必要に応じて設ける。

前記の移相回路３４が設けられない場合には音像の定位
にずれが生じることになるが、低い周波数帯域における
音像定位に関する人間の判定能力が低いということもあ
って、移相回路３４を用いな（ても実用上においては何
ら支障を与えることがないという結果が得られている。

これまでの説明は、受聴者Ｍの正面の左右３０度の位置
に２個のスピーカが配置されている場合についてのもの
であったが、２個のスピーカの配置の態様が受聴者Ｍの
正面の左右３０度以外の角度であった場合についても、
それぞれの角度における再生音場の音源から受聴者Ｍの
耳までの伝達特性Ａ、Ｂを用いて計算して得たＦｍａ、
Ｆ８ｂの振幅周波数特性を有する回路を、一般的な最小
位相推移のフィルタのみによって構成し、それを回路３
５．３６として用いることにより、既述した受聴者Ｍの
正面の左右３０度の位置に２個のスピーカが配置されて
いた場合と同様に、遅延回路を必要とせずに所要の信号
変換特性を有する信号変換回路が構成できることが実証
されている。

なお、この点は第２０図示のような構成態様の信号変換
回路ＳＹｂについても同様である。

既述した第２０図示のような構成態様の信号変換回路Ｓ
Ｙｂにおける回路４２，４３を省略すると、入力信号Ｒ
ｉ、Ｌｉの和信号は常に何の周波数特性の変化も受けな
いで出力側に現われるから、この場合は正面の音像の音
質の変化しない信号変換回路ＳＹｂとなる。

既述のように、音像の定位は和信号と差信号との関係が
重要なのであり、和、差両信号間の関係が特定されれば
、その特定された和、差両信号間の関係に従った音像定
位が得られるものであるから、第１６図、第２０図示の
信号変換回路ＳＹｂと同様な信号変換特性を有する信号
変換回路ＳＹｂは、第１６図、第２０図示の構成態様と
は異なる構成態様のものによっても容易に実現できるこ
とはいうまでもな（、本発明によれば、従来の信号変換
回路では不可欠とされていた高価で複雑な遅延回路を用
いることなく、ヘッドホン再生用のステレオ信号をスピ
ーカ再生用のステレオ信号に信号変換する信号変換回路
を容易に提供することができる。

第２１図及び第２５図は、ステレオ音場拡大装置に本発
明を適用した場合のステレオ音場拡大装置の構成例を示
すブロック図である。

第２１図及び第２５図において、４４．４５は入力信号
ＲｉｊＬｉの入力端子、４６．４７は出力信号Ｒ８，Ｌ
ｏの出力端子、４Ｂ、５３は加算器、４９．５４は減算
器、５０は必要に応じて和信号の伝送系に設けられる移
相回路であり、この移相回路５０は第２４図示のように
低い周波数帯域で和信号に対して所定の位相推移を与え
る。

５１．５２及び５７は、それぞれ最小位相推移を有する
フィルタのみによって所定の振幅周波数特性を示す回路
として構成されているもので、受聴者Ｍの正面の左右３
０度の位置に配置された２個のスピーカによって、受聴
者Ｍに受聴者の真横にスピーカが配置されている場合と
同様に聞かせるとした場合には、回路５１は第２２図の
曲線Ｆｍｃのような振幅周波数特性を示すものとして構
成され、また、回路５２は第２２図の曲線Ｆ８ｏのよう
な振幅周波数特性を示すものとして構成され、さらに、
回路５７は第２３図の曲線Ｆ、。

／Ｆｍｏのような振幅周波数特性を示すものとして構成
されたものが使用される。

第２２図の曲線Ｆｍｏ は、第１２図中の曲線Ｆｍａと
第１７図の曲線Ｆｍｂ とが組合わされた特性であり、
また、第２２図の曲線Ｆｓｏは第１２図中の曲線Ｆ８ａ
と第１７図の曲線Ｆ８ｂとが組合わされた特性であり
、さらに、第２４図の曲線は第１４図に示される特性と
第１９図に示される特性とが組合わされた特性である。

また、第２３図のＦ、。

／”ｍｅの特性は第２２図に示されている” ｓ ｃ
とＦｍｏ との比を示す。

回路中に設けられているＡ′／２・Ａの特性のフィルタ
５５，５６は、実際上、Ａ−Ａ′であるので使用を省略
しても差支えなく、また、移相回路５０も既述したと同
一の理由によって省略することができる。

第２５図示のような構成の信号変換回路ＳＺ。

において、その左右の両チャンネルに設けられているＦ
ｍｏ・ の特性のフィルタ５８．５９は、 それを省略すれば、正面の音像の音質が変化しない信号
変換回路ＳＺ が得られる。

第２１図及び第２５図示の信号変換回路Ｓｚｃは本発明
の適用によるステレオ音場拡大装置Ｓｚｏの構成例を示
したにすぎないのであり、例えば第８図、第１５図など
に示されている信号変換回路ＳＸａと、例えば第１６図
、第２０図などに示されている信号変換回路ＳＹｂとを
縦続接続しても、本発明による信号変換回路ＳＺｃが構
成できるなど、幾多の実施態様のものとして本発明が実
施できることはいうまでもない。

この信号変換回路ＳＺｏにおいても、その構成に当って
は遅延回路が不要なので、本発明によれば所定の音場拡
大機能を備えたステレオ音場拡大装置を容易に提供する
ことができる。

第２１図及び第２５図に示す信号変換回路ＳＺｏにおい
て、それの入力信号を１個とした場合の回路は、モノラ
ル信号をスピーカの位置にかかわらずに自由に定位でき
る定位装置（例えば、特開昭５２−１１６２０２号公報
）と同じ目的に用いることができ、また、第８図示の信
号変換回路ＳＸａの入力信号を１個とした場合の回路は
モノラル信号を自由に定位できるヘッドホン再生用信号
を得るための定位装置としても用いることができる。

第２６図は、第２１図示の信号変換回路Ｓｚｃが音像定
位装置として使用できるように変形された信号変換回路
の構成例であり、入力端子４４にモノラル信号を入力さ
せると出力端子４６ 、４７にはスピーカ再生用の２チ
ヤンネルの出力信号Ｒｏ 、Ｌｏが出力される。

第２７図は、第８図示の信号変換回路ＳＸａが音像定位
装置として使用できるように変形された信号変換回路の
構成例であり、第２７図ａ図は入力端子１にモノラル信
号が与えられた時に、出力端子３，４より受聴者の正面
の右側に音像が定位した状態のヘッドホン再生用信号が
得られるように構成された音像定位装置の構成例であり
、また、第２７図す図は入力端子１にモノラル信号が与
えられた時に、出力端子３，４より受聴者の正面の左側
に音像が定位した状態のヘッドホン再生用信号。

、が得られるように構成された音像定位装置の構成例で
あり、さらに、第２７図Ｃ図は、第２１図す図中におけ
るインバータ６０を省略し、その代わりに加算器２７と
減算器２８との接続位置を入れかえて、第２７図す図示
の音像定位装置と同一の機能を有するものとして構成さ
せた場合の構成例である。

以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の信号変換回路では、従来の信号変換回路の構成に際
して不可欠であった高価で複雑な遅延回路を不要とし、
容易に各種の信号変換回路を提供することができるので
あり、本発明により従来の問題点が良好に解消されるの
である。

なお、本発明は、特開昭５３−１３５３０１号公報、特
開昭５３−１３５３０２号公報、特開昭５３−１３８３
０１号公報、特開昭５３−１３８３０２号公報、特開昭
５３−１３８３０３号公報、特開昭５３−１４０００１
号公報などに記載されているものなどに対しても応用が
可能であり、その応用によって従来不可欠であった高価
で複雑な遅延回路の使用を不要となしうる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図は従来の信号変換回路の構成例を示すブ
ロック図、第２図、第４図及び第７図は信号変換回路の
使用状態の説明図、第３図及び第６図は再生音場の説明
図、第８図、第１５図、第１６図、第２０図、第２１図
、第２５図、第２６図及び第２７図ａ−ｃ図は本発明の
信号変換回路の６異なる実施態様のもののブロック図、
第９図乃至第１４図、第１７図乃至第１９図及び第２２
図乃至第２４図などは特性曲線例図である。 ｓｘ、ｓｘａ、ｓｙ、ｓｙｂ 、ｓｚ 、５ｚｃ−・・
・・・信号変換回路、１，２，１２，１３，４４゜４５
・・・・・・入力端子、３，４，２０，２１，４６゜４
７・・・・・・出力端子、ＳＰｒ、ＳＰｌ・・・・・・
スピーカ、５．６，２２，２７，３２，３７，４８，５
３・・・・・・加算器、１６，１７，２３，２８，３３
，３８゜４９ 、５４・・・・・・減算器、２５．２６
．２９．３５゜３６．４１，５Ｌ５２，５７・・・・・
・最小位相推移のフィルタのみによって所定の振幅周波
数特性を有するように構成された回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１個の入力信号を２つに分岐してなる２つの信号が、
   互に所定の周波数特性差を有する最小位相推移のフィル
   タのみからなる回路を介し和と差とが左右チャンネルの
   出力となされる如き信号変換回路であって、前記したフ
   ィルタの周波数特性差は信号変換回路の出力の再生状態
   と意図した定位とに関して、音場における音源から受聴
   者の耳までの伝達特性をもとに計算した結果と近以した
   ものになされることを特徴とする信号変換回路。 ２１個の入力信号を２つに分岐してなる２つの信号が、
   互に所定の周波数特性差を有する最小位相推移のフィル
   タと低域で移相のおこる移相回路を介し和と差とが左右
   チャンネルの出力となされる如き信号変換回路であって
   、前記したフィルタの周波数特性差及び前記した移相回
   路の移相特性とは、信号変換回路の出力の再生状態と意
   図した定位とに関して、音場における音源から受聴者の
   耳までの伝達特性をもとに計算した結果と近以したもの
   になされるようにした特許請求の範囲第１項に記載の信
   号変換回路。 ３２個の入力信号の和信号と、前記した２個の入力信号
   の差信号との２つの信号が、互に所定の周波数特性差を
   有する最小位相推移のフィルタのみからなる回路を介し
   和と差とが左右チャンネルの出力となされる如き信号変
   換回路であって、前記したフィルタの周波数特性差は信
   号変換回路の出力の再生状態と意図した定位とに関して
   、音場におげろ音源から受聴者の耳までの伝達特性をも
   とに計算した結果と近以したものになされることを特徴
   とする信号変換回路。 ４２個の入力信号の和信号と、前記した２個の入力信号
   の差信号との２つの信号が、互に所定の周波数特性差を
   有する最小位相推移のフィルタと低域で移相のおこる移
   相回路を介し和と差とが左右チャンネルの出力となされ
   る如き信号変換回路であって、前記したフィルタの周波
   数特性差及び前記した移相回路の移相特性とは、信号変
   換回路の出力の再生状態と意図した定位とに関して、音
   場における音源から受聴者の耳までの伝達特性をもとに
   計算した結果と近以したものになされるようにした特許
   請求の範囲第３項に記載の信号変換回路。