KR100236447B1

KR100236447B1 - 스테레오 음장확대장치

Info

Publication number: KR100236447B1
Application number: KR1019960013322A
Authority: KR
Inventors: 에이지 다케우치
Original assignee: 우에시마 세이스케; 야마하 가부시키가이샤
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-27
Publication date: 1999-12-15
Also published as: US5740253A; DE69636184T2; EP0740487B1; JPH08308000A; EP0740487A3; KR960040079A; JP2924710B2; DE69636184D1; EP0740487A2

Abstract

본 발명의 스테레오 음장 확대장치는 좌측 채널 반사음 신호의 스피커 외정위를 실현하기 위해 좌측 채널 반사음 신호 및 좌측 채널 캔설 신호를 생성하는 좌측정위반사음생성회로를 포함한다. 좌측정위반사음 생성회로는 지연회로 및 계수기를 포함한다. 각각의 반사음에 대하여 지연회로(140)의 지연시간 및 계수기의 승산계수를 다양하게 설정함으로써, 경청자가 경청위치를 이동시키는 경우에도 넓은 경청가능범위에서 하나 이상의 반사음이 좌측 채널 스피커의 공간 외측에 정위될 수 있다. 또한 본 발명의 스테레오 음장 확대장치는 좌측 정위 반사음 생성회로와 동일한 구성을 갖는 우측 정위 반사음 생성회로를 포함하며, 하나 이상의 반사음이 우측 채널 스피커의 공간 외측에 정위될 수 있다.

Description

스테레오 음장확대장치

제1도는 본 발명의 실시예를 나타내는 블록다이어그램.

제2도는 종래의 4채널 음장처리시스템의 일례를 나타내는 블록다이어그램.

제3도는 종래의 2채널 음장처리시스템을 도시하는 블록다이어그램.

제4도는 크로스 토크를 캔설함으로써 종래의 스피커 외정위방식(outside-of-speaker localization system)을 나타내는 블록다이어그램.

제5도는 제2도의 2채널 음장처리시스템에 제4도의 스피커 외정위방식을 조합시킴으로써 스피커 외정위방식을 실현하는 시스템을 도시하는 블록다이어그램.

제6a도 및 제6b도는 본 발명의 원리를 설명하는 다이어그램.

제7a도 및 제7b도는 본 발명의 원리를 설명하는 다이어그램.

제8도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 블록다이어그램.

제9도는 좌측채널정위반사음생성회로 및 우측채널정위반사음생성회로의 다른 구성예를 나타내는 다이어그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스테레오 음장확대장치 14 : 좌측채널 스피커

15 : 우측채널 스피커 26 : 전방정위반사음생성회로

126 : 좌측정위반사음생성회로 128 : 우측정위반사음생성회로

FL1 : 전방좌측반사음신호 FR1 : 전방우측반사음신호

Lr : 좌측채널반사음신호 Lc : 좌측채널캔설신호

Rr : 우측채널반사음신호 Rc : 우측채널캔설신호

본 발명은 콘서트 홀 등의 반사음을 시뮬레이트하는 장치에 관한 것으로, 특히, 경청자의 전방 좌우측에 배치된 스피커의 전방 및 스피커 사이의 공간외측에 반사음을 정위시킴으로써 음장의 확장을 경청자가 감지할 수 있는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광범위한 음장의 확대 범위를 확보할 수 있는 장치에 관한 것이다.

종래에는, 홈 룸의 콘서트 홀 등의 음장의 반사음을 시뮬레이트하는 방법으로서, 제2도에 도시된 바와 같은 4채널 음장처리시스템이 있었다. 상기 시스템에 있어서, 경청자(12)의 주변에 4대의 스피커(14 : 전방좌측) (15 : 전방우측) (16 : 후방좌측) (17: 후방우측)가 배치되어 있다. 입력된 2채널(좌우측) 스테레오 악음 신호(L, R : 이와같은 입력악음신호가 디지털 신호로 추정된다)는 계수기 (18,20)에 의해 적당한 승산 계수(즉, 게인)가 부여되고 가산기(22)에 의해 가산된 후, 가산신호(L+R)가 반사음 신호생성회로(24)에 입력된다.

반사음신호생성회로(24)에 있어서, 전방정위반사음생성회로(26)는 경청자(12)의 전방 (즉, 스피커(14)와 스피커(15)사이)에 정위하는 반사음을 생성시킨다. 전방정위반사음생성회로(26)에서, 좌우측채널입력신호의 가산신호(L+R)는 소정 클록을 이용하여 지연회로(28)에 의해 순차적으로 지연되어, 생성되는 각 반사음의 지연시간(즉, 직접음에 대한 지연시간)에 상당하는 탭으로부터 지연신호를 각각 취한 다음에, 각 계수기(30,32)에 의해 반사음에 승산계수를 부여하여 레벨(음량) 및 좌우 밸런스(즉, 스피커(14,15)간에 음상을 정위시킨 위치)를 조정하여, 좌측채널의 지연신호를 가산기(34)에 의해 함께 가산하여 전방좌측반사음신호(FL1)를 생성하고, 우측채널의 지연신호를 가산기(36)로 함께 가산하여 전방우측반사음신호(FR1)를 생성한다.

좌측정위반사음생성회로(38)는 경청자(12)의 전방(즉, 스피커 (14)와 스피커(16)의 사이)에 정위된 반사음을 생성한다. 좌측정위반사음생성회로(38)에서, 가산신호(L+R)는 소정 클록을 이용하여 지연회로(40)로 순차적으로 지연되어, 생성되는 각 반사음의 지연시간에 상당하는 탭으로부터 지연신호를 취하여, 계수기(42,44)에 의해 각 반사음에 승산계수를 부여하여 레벨 및 전후 밸런스(즉, 음상이 스피커(14, 16)간에 정위되는 위치)를 조정하며, 전방 채널의 지연신호를 가산기(46)에 의해 함께 가산하여 전방좌측 반사음신호(FL2)를 생성하고, 후방 채널의 지연신호를 가산기(48)에 의해 함께 가산하여 후방좌측반사음신호(RL1)를 생성한다. 후방정위반사음생성회로(50)는 경청자(12)의 후방(즉, 스피커(16)와 스피커(17)의 사이)에 정위된 반사음을 생성한다. 후방정위반사음생성회로(50)에서, 가산신호(L+R)는 지연회로(52)에 의해 순차적으로 지연되어, 생성되는 각 반사음의 지연시간에 상당하는 탭으로부터 지연신호를 취하여, 계수기(54,56)에 의해 각 반사음에 승산계수를 부여하여 레벨 및 좌우밸런스(즉, 음상이 스피커(16,17)간에 정위되는 위치)를 조정하며, 좌측채널의 지연신호를 가산기(58)에 의해 함께 가산하여 후방좌측 반사음신호(RL2)를 생성하고, 우측채널의 지연신호를 가산기(60)에 의해 함께 가산하여 후방우측반사음신호(RR1)를 생성한다.

우측정위반사음생성회로(62)는 경청자(12)의 우측(즉, 스피커(15)와 스피커(17)의 사이)에 정위된 반사음을 생성한다. 우측정위반사음생성회로(62)에서, 가산신호(L+R)는 소정클록을 이용하여 지연회로(64)에 의해 순차적으로 지연되어, 생성되는 각 반사음의 지연시간에 상당하는 탭으로부터 지연신호를 취하여, 계수기(66,68)에 의해 각 반사음에 승산계수를 부여하여 레벨 및 좌우 밸런스(즉, 음상이 스피커(15, 17)간에 정위되는 위치)를 조정하며, 좌측채널의 지연신호를 가산기(70)에 의해 함께 가산하여 전방우측반사음신호(RL2)를 생성하고, 후측채널의 지연신호를 가산기(72)에 의해 함께 가산하여 후방우측반사음신호(RR2)를 생성한다.

전방좌측스피커(14)로부터 재생되는 직접음(L) 및 반사음(FL1, FL2)은 가산기(74)에 의해 함께 가산되고, 가산신호는 D/A 변환기(76)에 의해 애널로그 신호로 변환되어 로우패스 필터(78) 및 증폭기(80)를 통해 전방좌측 스피커(14)에 의해 재생된다. 전방우측스피커(15)로부터 재생되는 직접음(R) 및 반사음(FR1, FR2)은 가산기(82)에 의해 함께 가산되고, 가산신호는 D/A 변환기(84)에 의해 애널로그 신호로 변환되어 로우패스 필터(86) 및 증폭기(88)를 통해 전방우측 스피커(15)에 의해 재생된다. 후방좌측스피커(16)에 의해 재생되는 반사음(RL1, RL2)은 가산기(90)에 의해 함께 가산되고, 가산신호는 D/A 변환기(92)에 의해 애널로그 신호로 변환되어 로우패스 필터(94) 및 증폭기(96)를 통해 후방좌측스피커(16)에 의해 재생된다. 후방우측 스피커(17)에 의해 재생되는 반사음(RR1, RR2)은 가산기(98)에 의해 함께 가산되어 D/A 변환기(100)에 의해 애널로그 신호로 변환되며, 가산신호는 로우패스 필터(102) 및 증폭기(104)를 통해 후방우측스피커(17)에 의해 재생된다.

제2도의 4채널음장처리시스템에 따라, 경청자(12)를 둘러싸는 (즉, 경청자(12)에 대하여 360°범위) 반사음장은 시뮬레이트될 수 있으므로, 콘서트 홀 등의 실음장과 아주 유사한 음장을 실현할 수 있다. 그러나, 상기 시스템에 따르면, 4채널 음장처리를 실현하는데 4대의 스피커가 필요하기 때문에, 장치를 단가가 낮은 콤팩트 사이즈 스테레오 컴포넌트 세트 또는 게임기에 설치하는 경우에 제조비용 및 설치공간 측면에서 문제가 있다.

상기 문제점을 해소하기 위해, 제2도의 시스템을 단순화한 제3도에 도시된 2채널 음장처리시스템이 제안되었다. 이와같은 2채널처리시스템에 따르면, 전방정위반사음발생회로만이 제2도의 4채널 시스템 구조사이에 사용되며, 전방정위반사음은 전방 좌우측 스피커(14, 15)에 의해 재생된다. 이와같은 2채널음장처리시스템은 단가가 낮은 콤팩트 사이즈 스테레오 컴포넌트 세트 또는 게임기에 용이하게 설치할 수 있다는 점에서 편리하다. 그러나, 반사음이 전방좌우측스피커(14, 15)간의 좁은 공간에만 정위되므로, 경청자(12) 주변 음장의 확대감을 얻을 수 있다.

일본국 특허원 제70814/1993호의 공보에는 전방좌우 위치에 설치된 2채널 스피커를 이용하여 경청자 주변 음장의 확대감을 얻을 수 있는 음장처리시스템에 대해 기재하고 있다. 상기 시스템에 따르면, 경청자의 전방좌우측에 2채널 스피커를 배치하고, 좌우측채널의 직접음을 각 좌우측채널의 전방좌우측스피커로부터 재생되는 반사음에 가산하여, 전방좌우측 스피커로부터 가산신호를 재생하며, 동시에 경청자의 후방에 재생되는 반사음은 서로 역상을 이루며, 역상반사음은 전방좌우측 스피커로부터 재생된다. 경청자의 후방에 재생되는 반사음의 위상을 서로 역상으로 하여 경청자의 좌우측에 역상 반사음을 재생시킴으로써, "인헤드(in-head)" 정위(음상이 경청자의 머리둘레에 존재하는 것으로 느껴지는 현상)가 얻어질 수 있으므로, 후방 음장이 시뮬레이트될 수 있어서 경청자의 전방에 설치된 2채널 스피커만으로도 경청자 주변의 음장의 확대감을 얻을 수 있다. 그런, 음장 확대감이 얻어지는 반사음의 무정위감으로 인한 것이다. 따라서, 명확히 정위된 반사음장이 얻어질 수 있는 전방 2채널 스피커사이에서만 가능하고, 이 시스템에 의해서는 콘서트홀 등의 실음장에 근접하게 시뮬레이트하는 음장의 확대감을 재생할 수 없다.

전방 2채널 스피커를 이용하여 스피커의 전방 및 스피커 사이의 공간 외측에 음상을 정위시킨 스피커 외정위방식이 예를 들면 일본국 특개평 5-41900호의 공보에 기재되어 있다. 이러한 방식은 제4도에 도시된 바와같이, 스피커(14, 15)가 경청자(12)의 전방좌우측에 배치되어 좌우측 2채널 스테레오 신호(L.R)를 재생한다. 또한, 좌측채널신호(L)는 지연회로(110)에 의해 미소시간 지연되고 계수기(112)에 의해 소정의 게인으로 감쇠하고 그 위상을 반전시켜서 좌측채널캔설신호를 생성한다. 이와같은 좌측채널캔설신호를 가산기(114)에 의해 우측채널신호(R)에 가산하여 우측캔설 스피커(15)에 의해 재생한다. 마찬가지로, 우측캔설신호(R)를 지연회로(116)로 미소시간 지연시키고 계수기(118)에 의해 소정 게인으로 감쇠시키고 그 위상을 반전시켜서 우측 채널캔설 신호를 생성한다. 이러한 우측 채널 캔설 신호를 가산기(120)에 의해 좌측 채널 신호(L)에 가산하여 좌측채널스피커(14)에 의해 재생한다.

상기 시스템에 따르면, 좌측채널 스피커(14)에 의해 재생된 좌측채널신호(L)가 경청자(12)의 우측귀로 위회하여 생성된 크로스 토크가 우측채널 스피커(15)에 의해 재생된 좌측채널캔설신호에 의해 캔설되어, 마치 스피커(14)가 참고부호(14')로 도시된 바와 같이 경청자(12)의 좌측으로 이동되는 것처럼 느껴진다. 마찬가지로, 우측채널 스피커(15)에 의해 재생된 우측 채널 신호(R)가 경청자의 좌측귀로 우회함으로써 발생된 크로스 토크가 좌측채널 스피커(14)에 의해 재생된 우측채널 캔설 신호에 의해 캔설되어, 마치 우측 스피커(15)가 참고부호(15')로 나타낸 바와 같이 경청자(12)의 우측으로 이동되는 것처럼 느껴진다. 이와같은 배열상태에 의해, 스피커(14, 15)로부터 재생된 음을 스피커(14, 15)사이의 공간을 공간외측(즉, 가상스피커(14', 15')사이의 위치)에 정위되어, 스피커 외정위가 실현된다.

이러한 스피커 외정위방식을 제3도의 2채널음장처리시스템에 조합하여, 제5도에 도시된 바와 같이 반사음의 음상을 스피커(14, 15)사이의 공간외측에 정위시켜서 2채널 음장처리시스템에 의해 생성된 음장의 확대감을 부여하도록 고안할 수 있다. 그러나, 스피커 외정위를 안정하게 얻기 위해 지연회로(110, 116)의 지연시간 및 계수기(112, 118)의 계수값의 최대값이 경청자의 경청위치 등의 인자에 따라 변화하기 때문에, 크로스 토크 캔설효과는 경청자(12)가 경청위치를 변경하는 경우에는 얻어지지 않으므로 스피커(14, 15) 외측의 반사음의 음장을 확장할 수 없을 것이다. 이 때문에, 이러한 방법에서는 경청가능범위(즉, 스피커 외정위가 안정하게 얻어질 수 있는 공간적 범위)가 매우 좁다. 또한, 개인의 귀 특성차(즉, 귀의 청각특성)가 너무 커서 지연시간 및 승산계수를 최적 스피커외정위를 얻기 위해 한 경청자에 따라 설정하는 경우에도 이러한 지연시간 및 승산계수 설정은 다른 경청자에 대해서는 반드시 최적 스피커의 정위를 얻지는 못한다.

따라서, 본 발명의 목적은 경청자의 전방 좌우측에 배치된 스피커의 전방 및 스피커 사이의 공간 외측에 반사음을 정위시켜서 음장의 확대감을 감지할 수 있고 음장 확대감이 감지될 수 있는 경청가능범위를 넓게 확보하며 개인간의 귀 특성차 영향을 최소화하는 스테레오 음장 확대장치를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 지연시간 및 레벨이 상이한 입력악음 신호의 좌측 채널 반사음 신호를 생성하는 좌측채널 반사음 신호 생성수단과, 지연시간 및 레벨이 상이한 입력악음신호의 우측채널 반사음신호를 생성하는 우측 채널 반사음 신호 생성수단과, 각각의 좌측 채널 반사음 신호를 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간 외측에서 각각의 좌측 채널 반사음 신호에 설정된 상이한 경청위치에 정위시킬 수 있는 지연시간으로 각각 좌측 채널 반사음 신호를 지연시키고 각각의 좌측 반사음 신호의 위상을 반전시킴으로써 좌측 채널 캔설 신호를 생성하는 좌측 채널 캔설 신호 생성수단과, 각각의 우측채널 반사음 신호를 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간외측에서 각각의 우측채널 반사음 신호에 설정된 상이한 경청위치에 정위시킬 수 있는 지연시간으로 각각 우측채널 반사음 신호를 지연시키고 각각의 우측채널 반사음 신호의 위상을 반전시킴으로써 우측 채널캔설 신호를 생성하는 우측 채널 캔설 신호 생성수단과, 상기 좌측 채널 반사음 신호와 상기 우측 채널 캔설 신호를 재생하는 경청자의 경청위치의 전방 좌측에 배치된 좌측 채널 스피커와, 상기 우측 채널 반사음 신호와 상기 좌측 채널 캔설 신호를 재생하는 경청위치의 전방우측에 배치된 우측 채널 스피커를 구비하는 스테레오 음장 확대장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 반사음 신호의 크로스 토크를 캔설하는 캔설 신호의 지연시간은 각각의 반사음 신호에 설정된 상이한 경청위치에 각각의 반사음 신호를 스피커외정위할 수 있는 값으로 설정된다. 이와 같은 배열상태에 의해, 경청위치가 이동되면, 크로스 토크 캔설 효과는 반사음 일부에 대해서는 감소되나, 다른 반사음에 대해서는 향상되어 스피커외정위가 얻어진다. 특정환경, 예를 들면, 콘서트 홀의 반사음이 시뮬레이트되는 경우, 경청자의 각각의 반사음을 판별하지 못하지만 반사음을 한데 뭉뚱그려 감지하기 때문에, 각각의 반사음의 정위위치는 그다지 중요하게 고려되지 않는다. 즉, 각각의 반사음의 정위위치가 경청자의 귀의 특성이나 경청위치에 따라 변화되더라도, 반사음 일부에 대하여 스피커외정위가 얻어지는 한 반사음의 시뮬레이션에 있어서 확대감이 얻어질 수 있기 때문에, 그 결과, 경청 범위(스피커외정위에 의한 확대감이 얻어질 수 있는 공간적 범위)가 확대되고 개인의 귀 특성차의 영향이 완화될 수 있다.

본 발명의 한 측명에 있어서, 스테레오 음장 확대장치는 또한 스피커 전방 및 스피터 사이의 공간외측에서 각각의 좌측채널 반사음신호에 설정된 각각의 경청위치에 각각의 좌측채널반사음 신호를 명확히 정위시킬 수 있는 승산계수로 좌측 채널 캔설 신호를 감쇠시키는 감쇠수단과, 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간외측에서 각각의 우측 채널 반사음 신호에 설정된 각각의 경청위치에 각각의 우측 채널 반사음신호를 명확히 정위시킬 수 있는 승산계수로 우측 채널 캔설 신호를 감쇠시키는 감쇠수단을 구비한다.

상기 본 발명의 측면에 따르면, 캔설 신호의 승산계수를 각각의 반사음에 설정된 각각의 경청위치에 각각의 반사음 신호의 스피커외정위가 명확히 얻어질 수 있는 값으로 설정함으로써 반사음의 스피커외정위가 명확하게 될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 스테레오 음장 확대장치는 또한 지연시간 및 레벨이 다른 입력 신호의 전방 반사음 신호를 생성하는 전방 반사음 신호 생성수단을 구비하며, 상기 전방 반사음 신호는 상기 좌측 채널 스피커 및 상기 우측 채널 스피커에 의해 재생된다.

상기 본 발명의 측면에 따르면, 전방반사음 신호를 별도로 생성하여 좌우측 스피커로 재생하므로, 좌우측 스피커에 의해 경청자의 전방에서 좌우측으로의 넓은 범위로 반사음을 다양한 위치에 정위할 수 있다.

본 발명의 또 하나의 측면에 따르면, 상술한 스테레오 음장확대 장치는 또한 좌측 채널 반사음 신호 생성수단 및 우측채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력 악음신호를 형성하도록 입력 좌측 채널 악음신호와 입력된 우측 채널 악음신호를 함께 조합하는 입력신호 조합수단을 구비한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 스테레오 음장확대장치에 있어서, 상기 좌측 채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력 악음 신호는 좌측 채널 입력악음 신호이고, 상기 우측채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력 악음신호는 우측 채널 입력악음신호이다.

상기 본 발명의 측면에 따라, 훨씬 더 강한 음장 확대감을 얻을 수 있다.

본 발명의 또 하나의 측면에 따르면, 상술한 스테레오 음장확대 장치는 또한 좌측 채널 반사음 신호 생성수단 및 우측채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력 악음신호를 형성하도록 입력된 좌측 채널 악음신호와 입력된 우측 채널 악음 신호를 함께 조합하는 입력신호 조합수단을 구비한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 스테레오 음장 확대장치에 있어서, 상기 좌측 채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력악음신호는 좌측 채널 입력 악음신호이고, 상기 우측 채널 반사음 신호생성수단에 공급되는 입력악음신호는 우측 채널 입력악음 신호이다.

본 발명의 또 하나의 측면에 따르면, 스테레오 음장확대 장치에 있어서, 좌측 채널 스피커에 의해 재생되는 전방 반사음 신호는 우측 채널 스피커에 의해 재생되는 전방 반사음 신호와 동일한 지연시간과 우측채널 스피커로부터 재생되는 전방 반사음 신호와 다른 레벨을 갖는다.

캔설 신호를 생성하기 위해, 각각의 반사음에 대하여 상이한 지연시간과 상이한 승산계수를 설정하는 것(즉, 각각의 반사음에 대해 상이한 경청위치를 가정하는 것)이 반드시 필요하지는 않지만, 다수의 반사음의 캔설 신호는 동일 경청위치에 존재할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예는 첨부도면을 첨부하여 하기에서 기술될 것이다.

[양호한 실시예]

[실시예 1]

제1도는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 제1도에 있어서, 제2도 및 제3도에 도시된 동일한 부분에 대해서는 동일부호로 나타낸다.

챔버(10)내에는 경청자(12)의 전방우측에 2대의 스피커(14, 전방좌측 : 15, 전방우측)가 배치되어 있다. 스테레오 음장 확대장치(1)에 입력되는 좌우측 2채널 스테레오 악음신호(L,R : 이들 신호를 디지털 신호라 가정한다)는 계수기(18,20)에 의해 적당한 승산계수(즉, 게인)가 부여되고, 가산기(22)에 의해 가산된 다음, 가산신호를 로우패스 필터(122)에 입력한다. 로우 패스 필터(122)는 약음신호의 주파수 밴드를 좁혀 정위조건을 완화시켜서 스피커(14, 15)의 전방 및 스피커사이의 공간 외측으로의 반사음상의 정위조정을 촉진시켜서 스피커(14, 15)의 공간 외측에 반사음상을 정위시키며, 주파수 밴드에 따라 악음분리를 방지시켜서 스피커(14,15) 공간외측으로의 반사음상의 정위폭을 안정화시키며, 또한 시뮬레이트된 반사음에 자연감을 부여한다. 로우패스 필터(122)의 컷오프 주파수는 예를들면 8KHz 정도로 설정되어 있다. 본 명세서에 사용되는 필터는 로우패스 필터에 한정되어 있지는 않지만, 밴드 패스 필터와 같은 모든 종류의 필터가 악음신호의 주파수 밴드를 조정하여 반사음상의 정위를 안정화시키는 기능을 갖고 있는 한 사용될 수 있다.

로우 패스 필터(122)로부터 출력되는 악음 신호는 반사음신호발생회로(124)에 입력된다. 반사음신호발생회로(124)에 있어서, 전방정위반사음발생회로(26)는 경청자(12)의 전방(스피커(14,15)사이)에 정위되는 반사음을 발생시킨다. 전방정위반사음발생회로(26)에 있어서, 좌우측 채널 입력신호의 가산신호(L+R)를 소정 클록을 사용하여 지연회로(28)로 순차적으로 지연시키고, 생성되는 각각의 반사음의 지연시각(직접음에 대한 지연시간)에 상당하는 탭으로부터 지연신호를 공급한다. 그 다음에, 계수기(30, 32)로 각각의 반사음에 승산계수를 부여하여 레벨(음량) 및 좌우 밸런스(즉, 스피커(14, 15) 사이에 음상을 정위시킨 위치)를 조정한다. 좌측 채널의 지연신호를 가산기(34)에 의해 함께 가산하여 전방 좌측 반사음 신호(FL1)를 생성하고, 우측 채널의 지연신호를 가산기(36)로 함께 가산하여 전방우측 반사음신호(FR1)를 생성한다.

좌측정위반사음발생회로(126) 및 우측정위반사음발생회로(128)는 경청자(12)의 좌우측에 정위시킨 반사음을 생성시키기 위해 제공된다. 이와같은 회로에 의한 정위원리는 하기에 기술될 것이다.

제6a도를 참조하면, 우측 채널 신호(R)를 우측 스피커(15)로부터 재생하고, 이 우측채널신호(R)를 지연회로(130)로 미소시간 지연시킨 후, 계수기(132)로 소정 게인으로 감쇠시키고 반전시켜서 좌측 스피커(14)로부터 재생한다. 이러한 경우에는, 우측 스피커(15)로부터 재생되고 경청자(12)의 좌측귀에 도달하는 음(크로스 토크)을 좌측 스피커로부터 재생된 음(즉, 크로스 토크 캔설 신호)이 캔설되어, 음상을 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간외측에 정위시킬 수 있다 (즉, 크로스 토크 캔설에 의한 음상의 스피커외정위).

경청자(12)가 경청위치(A)에 위치하는 경우에는, 지연회로(130)의 지연시간과 계수기(132)의 승산계수를 조정하여 음상을 스피커(15) 외측의 음(1A)으로 나타낸 위치에 정위할 수 있다. 그 다음에, 지연시간과 승산계수를 변경하지 않고서 경청자(12)가 경청위치(B)로 이동시키면, 음(1A)에 위치하는 음은 음(1B)에 정위될 수 있고 이것은 스피커외정위로 되어 않을 것이다. 그러나, 지연시간 및 승산계수를 경청위치(B)에 따라 조정하는 경우, 음상은 스피커(15)의 공간외측에 정위될 것이다.

제6b도에 도시된 바와 같이, 경청자(12)가 경청위치(B)에 있을 때 지연시간과 승산계수를 조정하여, 음상을 스피커(15)의 외측이 음(2B)으로 나타낸 위치에 정위되는 것으로 추정된다. 지연시간과 승산계수를 변화시키지 않고서 경청위치를 위치(A)로 변경시키는 경우, 음상은 음(2B)으로부터 예를 들면 음(2A)으로 이동될 것이다.

따라서, 제6a도 및 제6b도의 재생시스템을 설치함으로써, 경청자(12)가 경청위치(A) 또는 (B)에 위치하느냐에 관계없이 하나 이상의 음상을 스피커(15)의 공간외측에 정위시킬 수 있다. 그러나, 제6a도 및 제6b도의 재생시스템을 단순히 조합시키는 경우, 음(1A, 2A : 경청자(12)가 경청위치(B)에서 듣는 경우)이 거의 동시에 재생되어 서로 간섭하여, 그 결과 캔설 효과가 감소되고 스피커 외정위가 어렵게 된다. 제7a도에 도시된 바와 같이, 이를 방지시키기 위해, 이들을 재생시키기 전에 지연회로(138)로 음(1A, 1B)과 음(2A, 2B)사이에 시간차를 제공한다. 그 결과, 음(1A, 2A) 또는 음(1B, 2B)은 상이한 위치에 정위되는 반사음의 기능을 갖게 된다. 경청위치수를 증가시켜서 각각의 경청위치에서 스피커외정위가 얻어질 수 있도록 지연시간과 승산계수를 조정한 재생계를 설치하여 상호 시간차를 갖고서 음(1,2)을 재생함으로써, 경청자(12)의 경청위치가 존재할 수 있느냐에 관계없이 하나이상의 음상을 스피커(15)의 공간외측에 정위시킬 수 있으므로, 경청가능범위(스피커외정위가 얻어질 수 있는 범위)가 확대된다. 경청위치가 3점에 설정되는 일례를 제7b도에 도시한다.

상술한 방법에 있어서, 스피커(14,15)를 경청가능범위가 실제로 병행하게 위치하도록 경청자의 전방 좌우측에 위치시키는 위치에 다수의 경청위치를 설정하여, 각각의 경정가능 범위에 대해 스피커외정위를 얻을 수 있도록 캔설신호의 지연시간 및 승산계수를 결정(스피커 외정위를 얻기 위해서는 지연시간의 설정이 특히 중요하다. 승산계수에 관해서는 승산계수가 일률적으로 설정되어 있는 경우에도 스피커 외정위효과가 얻어질 수 있으나, 승산계수가 경청위치에 따라 상이하게 설정되는 경우에 스피커 외정위가 보다 명확하게 얻어질 수 있다)하고, 각각의 경청위치간에 시간차를 갖고서 반사음 신호와 이의 캔설신호를 전방좌우측 스피커(14,15)로부터 재생함으로써, 넓은 경청가능범위에 대해서 반사음의 확대감이 얻어지게 되어 콘서트 홀 등의 음장감을 실현할 수 있다. 또한, 지연시간 및 승산계수를 다양하게 설정한 반사음이 존재하기 때문에, 수개의 반사음에 있어서 스피커외정위가 얻어질 수 있는 가능성이 높아지므로, 개인간의 귀의 특성차 영향이 완화될 수 있다.

캔설 신호의 지연시간(즉, 반사음 신호에 대한 지연시간)은 0~0.08msec의 범위내로 설정되며, 캔설 신호의 게인(즉, 반사음 신호에 대한 게인)은 -10dB(0.3)~1dB(0.9)의 범위가 바람직하다. 게인이 -10dB보다 작으면(즉, 캔설 신호의 음량이 작으면), 캔설 효과가 충분히 얻어질 수 없기 때문에, 음상의 스피커 외정위의 확대감이 얻어질 수 없다. 게인이 -1dB보다 큰 경우(즉, 캔설 신호의 음량이 큰 경우), 지연시간을 조정한다 하더라도 캔설신호의 음이 이 캔설 신호를 발음하는 스피커에 잔존한다. 가각의 경청위치에 주어진 시간차에 의해 스피커외정위의 간섭을 감소시키고 동시에 음장생성을 위해 반사음을 생성시킨다. 시간차는 캔설신호의 지연시간보다 훨씬 더 긴 시간(예를들면, 5msec 이상, 바람직하게는 20msec 이상)으로 설정된다.

좌측정위반사음생성회로(126) 및 우측정위반사음생성회로(128)의 구성에 대하여 설명한다. 좌측정위반사음생성회로(126)에 있어서, 입력회로(L+R)를 지연회로(140)에 입력하여 지연회로(140)로 소정클록으로 순차적으로 지연시키서, 생성되는 각각의 좌측 반사음의 지연시간(즉, 직접음에 대한 지연시간)에 상당하는 탭으로부터 지연신호를 취하여 계수기(142)로 각각의 반사음에 승산계수를 부여하여 레벨(음량)을 조정한다. 레벨이 조정된 반사음 신호는 가산기(144)로 함께 가산되고 좌측 채널 반사음 신호(Lr)를 생성한다.

계수기(142)로부터 출력된 반사음 신호는 지연회로(146)로 각각의 반사음에 설정된 지연시간으로 지연되고 계수기(148)로 각각의 반사음 신호에 설정된 승산계수가 부여되고 위상이 반전된다. 지연회로(146)의 지연시간 및 계수기(148)의 계수값은 제6도 및 제7도의 원리에 의거하여, 각각의 반사음에 가설된 경청위치에서 좌측 채널 스피커(14)에 관하여 스피커 외정위가 얻어지는 값으로 설정된다. 계수기(148)에 의해 출력된 반사음 신호는 가산기(150)에 의해 함께 가산되어 좌측 채널 캔설신호(Lc)를 출력한다.

우측정위반사음생성회로(128)에 있어서, 입력회로(L+R)를 지연회로(152)에 입력하여, 지연회로(152)로 소정클록으로 순차적으로 지연시켜서, 생성되는 각각의 우측 반사음의 지연시간(즉, 직접음에 대한 지연시간)에 상당하는 탭으로부터 지연신호를 취하여 계수기(154)로 각각의 반사음에 승산계수를 부여하여 레벨(음량)을 조정한다. 레벨이 조정된 반사음 신호는 가산기(156)에 의해 함께 가산되어 우측 채널 반사음 신호(Rr)를 생성한다.

계수기(154)로부터 출력된 반사음 신호는 지연회로(158)로 각각의 반사음에 설정된 지연시간으로 지연되고 계수기(160)로 각각의 반사음 신호에 설정된 승산계수가 부여되고 위상이 반전된다. 지연회로(158)의 지연시간 및 계수기(160)의 계수값은 제6도 및 제7도의 원리에 의거하여, 각각의 반사음에 가설된 경청위치에서 우측 채널 스피커(15)에 관하여 스피커 외정위가 얻어지는 값으로 설정된다. 계수기(160)로부터 출력된 반사음 신호는 가산기(162)로 함께 가산되어 우측 채널 캔설신호(Rc)를 출력한다.

좌측 채널 메인 신호(L, 직접음), 좌측 채널 전방 반사음 신호(FL1). 좌측 채널 반사음 신호(Lr) 및 우측 채널 캔설 신호(Rc)는 가산기(74)로 함께 가산되고, D/A 변환기(76)로 애널로그 신호로 변환되어 로우패스 필터(78) 및 증폭기(80)를 통해 전방 좌측스피커(14)에 의해 재생된다.

우측 채널 메인 신호(R, 직접음), 우측 채널 전방 반사음 신호(FR1), 우측 채널 반사음 신호(Rr) 및 좌측 채널 캔설 신호(Lc)는 가산기(82)로 함께 가산되고, D/A변환기(84)로 애널로그 신호로 변환되어 로우패스 필터(86) 및 증폭기(88)를 통해 전방 우측스피커(15)에 의해 재생된다. 음장은 각각의 채널 반사음을 약 8개 정도 사용하여 효과적으로 생성될 수 있다(적거나 많은 갯수의 반사음이 사용될 수 있다).

상술한 구성에 의해, 직접음 및 전방 반사음은 스피커(14,15) 사이의 공간에 정위되고, 좌측 채널 반사음은 스피커(14)의 공간외측에 정위되고, 우측 채널 반사음은 스피커(15)의 공간외측에 정위되어 음장의 확대감을 지닌 악음이 재생될 수 있다. 특히, 콘서트 홀 또는 기타 환경의 음장을 근접하게 시뮬레이트하는 음장은 반사음 패턴(임펄스 레스폰스)을 전방, 좌측 및 우측에 각각 설정하고, 전방정위반사음생성회로(26)의지연회로(28)의 지연출력을 제공하는 탭 및 계수기(30, 32)의 승산계수를 전방 반사음 패턴에 적합하도록 설정하며, 좌측정위반사음생성회로(126)의 지연회로(140)의 지연출력을 제공하는 탭 및 계수기(142)의 승산계수를 좌측 반사음 패턴에 적합하도록 설정하며, 우측정위반사음생성회로(128)의 지연회로(152)의 지연출력을 제공하는 탭 및 계수기(154)의 승산계수기를 우측 반사음 패턴에 적합하도록 설정함으로써 재생될 수 있다.

캔설신호의 지연시간 및 승산계수가 각각의 반사음에 대해 다양하게 설정되기 때문에, 넓은 경청가능범위가 형성될 수 있고, 개인의 귀특성차의 영향을 완화시켜서 모든 경청자가 반사음의 스피커외정위에 의해 음장 확대감을 실감할 수 있다.

상술한 실시예에 있어서, 동일신호를 지연회로(28,140,152)에 입력하여, 이들 지연회로(28,140,150)를 단일 지연회로로 조합할 수 있으며(또는 지연회로(140,152)를 단일회로로 조합할 수 있다). 지연신호를 출력하는 탭을 증가시켜서 반사음 신호(FR1, FL1, Rr,Lr) 및 캔설신호(Rc 및 Lc)를 생성할 수 있다.

[실시예 2]

제8도는 본 발명의 또다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에 있어서, 좌측정위반사음생성회로(126)는 좌측 채널 신호(L)에만 의거하여 좌측 채널 반사음 신호(Lr)및 좌측 채널 캔설 신호(Lc)를 생성하고, 우측정위반사음 생성회로(128)는 우측 채널 신호(R)에만 의거하여 우측 채널 반사음 신호(Rr) 및 우측 채널 캔설 신호(Rc)를 생성한다. 제1도의 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 사용한다. 제8도의 실시예에 따르면, 반사음 신호 및 캔설신호가 좌측 채널 신호(L)와 우측 채널 신호(R)의 가산신호(L+R)에 의거하여 생성되는 제1도의 실시예보다 큰 음장 확대감이 얻어질 수 있다.

제8도의 실시예에 있어서, 로우 패스 필터(170, 172)는 로우 패스 필터(22)와 동일한 특성을 갖는다. 계수기(174,176)의 게인을 적당한 값으로 설정된다.

제1도 및 제8도의 실시예에 있어서, 좌측정위반사음생성회로(126) 및 우측정위반사음생성회로(128)는 회로를 변경하여 제9도에 도시된 구성으로 간략화함으로써 시뮬레이트될 수 있다.

Claims

지연시간 및 레벨이 상이한 입력악음신호의 좌측채널 반사음 신호를 생성하는 좌측채널 반사음 신호 생성수단과, 지연시간 및 레벨이 상이한 입력악음신호의 우측채널 반사음 신호를 생성하는 우측 채널 반사음 신호 생성수단과, 각각의 좌측 채널 반사음 신호를 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간 외측에서 각각의 좌측 채널 반사음 신호에 설정된 상이한 경청위치에 정위시킬 수 있는 지연시간으로 각각 좌측 채널 반사음 신호를 지연시키고 각각의 좌측 채널 반사음 신호의 위상을 반전시킴으로써 좌측 채널 캔설 신호를 생성하는 좌측 캔설 신호 생성수단과, 각각의 우측 채널 반사음 신호를 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간 외측에서 각각의 우측 채널 반사음 신호에 설정된 상이한 경청위치에 정위시킬 수 있는 지연시간으로 각각 우측 채널 반사음 신호를 지연시키고 각각의 우측 채널 반사음 신호의 위상을 반전시킴으로써 우측 채널 캔설 신호를 생성하는 우측 채널 캔설 신호 생성수단과, 상기 좌측 채널 반사음 신호와 상기 우측 채널 캔설 신호를 재생하는 경청자의 경청위치의 전방 좌측에 배치된 좌측 채널 스피커와, 상기 우측 채널 반사음 신호와 상기 좌측 채널 캔설 신호를 재생하는 경청위치의 전방 우측에 배치된 우측 채널 스피커를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.
제1항에 있어서, 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간 외측에서 각각의 좌측 채널 반사음 신호에 설정된 각각의 경청위치에 각각의 좌측 채널 반사음 신호를 명확히 정위시킬 수 있는 승산계수로 좌측 채널 캔설 신호를 감쇠시키는 감쇠수단과, 스피커 전방 및 스피커 사이의 공간외측에서 각각의 우측 채널 반사음 신호에 설정된 각각의 경청위치에 각각의 우측 채널 반사음 신호를 명확히 정위시킬 수 있는 승산계수로 우측 채널 캔설 신호를 감쇠시키는 감쇠수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.
제1항에 있어서, 지연시간 및 레벨이 다른 입력 신호의 전방 반사음 신호를 생성하는 전방 반사음 신호 생성수단을 추가로 포함하며, 상기 전방 반사음 신호는 상기 좌측 채널 스피커 및 상기 우측채널 스피커에 의해 재생되는 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.
제1항에 있어서, 상기 좌측채널 반사음신호생성수단 및 상기 우측채널반사음신호 생성수단에 공급되는 입력 악음 신호를 형성하도록 입력좌측 채널 악음 신호와 입력 우측 채널 악음 신호를 함께 조합하는 입력신호 조합수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.
제1항에 있어서, 상기 좌측 채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력악음 신호는 좌측 채널 입력 악음 신호이고, 상기 우측 채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력 악음 신호는 우측 채널 입력악음 신호인 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.
제3항에 있어서, 상기 좌측채널반사음신호생성수단 및 상기 우측채널반사음신호생성수단에 공급되는 입력 악음 신호를 형성하도록 입력 좌측 채널 악음 신호와 입력 우측 채널 악음 신호를 함께 조합하는 입력 신호 조합수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.
제3항에 있어서, 상기 좌측 채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력 악음 신호는 좌측 채널 입력 악음신호이고, 상기 우측 채널 반사음 신호 생성수단에 공급되는 입력악음신호는 우측 채널 입력 악음 신호인 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.
제3항에 있어서, 상기 좌측채널 스피커에 의해 재생되는 전방 반사음 신호는 상기 우측채널 스피커에 의해 재생되는 전방 반사음 신호와 동일한 지연시간과 우측 채널 스피커로부터 재생되는 전방 반사음 신호와 다른 레벨을 갖는 것을 특징으로 하는 스테레오 음장확대장치.