JPH04189000A - 音場制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 音場制御装置では、直接音、初期反射音及び残響音をそ
れぞれに対応するスピーカから出力することで最適聴取
位置（以下最適リスニングポイントと称す。）における
音場を制御して、あたかもコンサートホールにいるが如
き臨場感を出している。しかし最適リスニングポイント
以外の位置、特に初期反射音用スピーカの付近や残響音
用スピーカの付近では、それぞれ初期反射音や残響音の
成分ばかりが大きくなり、音質が著しく低下する。

そこで初期反射音用スピーカと残響音用スピーカから直
接音を出力して、最適リスニングポイント以外の位置で
の音質を向上する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、音場制御装置に関し、特に最適リスニングポ
イント以外の位置でもある程度良好な音質を得られるよ
うにする音場制御装置に関する。

〔従来の技術〕

普通の部屋や自動車内においても、あたかもコンサート
ホールにいるが如き聴感が得られるように、多くのスピ
ーカを設置してそれぞれから異なる信号を出力する音場
制御装置と呼ばれるオーディオシステムがある。これは
コンサートホール等において、第４図に示すような演奏
点から直接伝達される直接音、左右の両側壁面を主とす
る最初の反射による初期反射波群、及び複数回反射を緩
り返して減衰しながらより長い時間にわたって伝達され
る高次反射波群をそれぞれ計測しておき、音響信号から
同様の音響効果を生じるような信号を作り出してそれぞ
れのスピーカから出力するものである。通常初期反射波
群を初期反射音、高次反射波群を残響音と称している。

高級なシステムでは、スピーカの数は非常に多い場合も
あるが、−船釣には第５図に示すように直接音、初期反
射音及び残響音でそれぞれ左右二個のスピーカ、すなわ
ち全体で六個のスピーカによりシステムを構成している
。このような音場制御装置では、第５図に示すように最
適リスニングポイン）１００ｃが法っており、その範囲
に希望の音場を作り出すものである。

このような音場制御を行うための制御装置は、第６図に
示すように音響信号より直接音信号、初期反射信号及び
残響信号を作り出す回路より構成されている。実際には
このような回路が左右のスピーカ毎にある。直接音信号
生成回路１ｄは、音響信号をそのまま増幅する増幅回路
であることが多い。初期反射信号生成回路２ｄと残響信
号生成回路３ｄはデジタルシグナルプロセッサ（以下Ｄ
ＳＰと称する。）を用いたデジタルフィルタ回路で構成
され、フィルタ処理の後Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に
されるのが一般的である。

ＤＳＰのサンプリング周波数は、コスト面の問題もあり
２２．５ｋＨｚ程度にしている。そのため高音域では充
分な特性が得られないが、ＤＳＰにより生成される初期
反射信号と残響信号は反射された信号であるたｔ高音域
はより減衰しており、ＤＳＰのサンプリング周波数は大
きな問題にはなっていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図に示すように、音場制御装置が制御する音場は最
適リスニングポイン）　１００　ｃである。そのため最
適リスニングポイント以外の位置では音質が著しく低下
する。特に初期反射音用スピーカ５１Ｃ又は５２Ｃに近
い位置や残響音用スピーカ６１ｃ又は６２Ｃに近い位置
では、相対的に初期反射音や残響音の比率が増加する。

前述の通り初期反射音や残響はそれ自体高音域が低下し
ており、ＤＳＰも高音域での特性が充分でないため、こ
もった不明瞭な音になる。そのため最適リスニングポイ
ント以外の位置では、従来の直接音を二つのスピーカよ
り出力するステレオシステムに比べても大幅な音質低下
が生じている。

音場制御装置は、あくまで最適リスニングポイントを対
象に制御を行なうためのものであり、上記のような最適
リスニングポイント以外の位置での音質低下は、本来当
然のこととも考えられる。

しかし実際に音場制御装置を使用する場合、最適リスニ
ングポイントのみでなくより広い範囲にわたっである程
度の音質が要求されることもある。

例えばジョールーム等においては、最適リスニングポイ
ントでは本来の音質を維持することが要求され、しかも
その部屋内で移動した場合も悪い印象を与えないことが
必要である。また部屋内にある程度以上の人数がいる場
合等も同様である。しかし従来の音場制御装置では、最
適リスニングポイントとそれ以外の位置での音質の差が
大きく、上記の要求に対しては不充分であった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、最適
リスニングポイントでの音質を維持しながら、最適リス
ニングポイント以外の位置での音質も向上させることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するたｔ、本発明の音場制御装置では
初期反射音用スピーカ及び残響音用スピーカからも直接
音を出力することで、最適リスニングポイント以外の位
置での音質を改善する。第１図は、本発明の音場制御装
置の基本構成を示す図である。なお他の図において同様
の機能を行なう部分については同一番号にアルファベッ
トの小文牢を付して表わすこととする。

第１図において、１は直接音信号生成手段であり、直接
音用スピーカ４から出力される直接音信号を生成する。

２は初期反射信号生成手段であり、初期反射音用スピー
カ５から出力される初期反射信号を生成する。３は残響
信号生成手段であり、残響音用スピーカ６からａカされ
る残響信号を生成する。これらの直接音信号、初期反射
信号及び残響信号により最適聴取位置での音場を制御す
る。

そして７は初期音補正手段であり、第一の割合の直接音
信号と初期反射信号とを加えて補正初期信号を生成し、
初期反射音用スピーカ５に出力する。

８は残響音補正手段であり、第二の割合の直接音信号と
残響信号とを加えて補正残響信号を生成し、残響音用ス
ピーカ６に出力する。これにより最適聴取位置以外の範
囲での音質を向上させたことが特徴である。

口作　用： 直接音、初期反射音及び残響音がバランスして初めて良
好な音質が得られる。そのため最適リスニングポイント
以外の位置では、これらのバランスが崩れる。−船釣に
第５図に示すような場合は、直接音用スピーカ４１Ｃと
４２Ｃ１初期反射音用スピーカ５１ｃと５２Ｃ１残響音
用スピーカ６１Ｃと６２Ｃにそれぞれ近づくにつれてそ
れぞれのスピーカから出力される音の割合が増加する。

もちろん左右のバランスも変化する。

直接音が増加した場合、残響感は減少するが音自体は明
瞭に聞こえ、それほどの音質の低下にはならない。しか
し初期反射音や残響音は、前述の通り高音域の減衰が大
きく、こもったような不明瞭な音であるため、初期反射
音や残響音の割合が増加すると著しく音質が低下するこ
とになる。そのた杓初期反射音用スピーカ５や残響音用
スピーカ６から直接音を出力すればこれらのスピーカ付
近での直接音の割合が上がり、より明瞭な音を聞くこと
が可能になり、音質が向上する。そこで初期音補正手段
７で初期反射信号に直接音信号を混ぜて、初期反射音用
スピーカ５より出力し、残響音補正手段８で残響信号に
直接音信号を混ぜて、残響音用スピーカ６より出力すれ
ば、それぞれのスピーカから直接音が出力されて音質が
改善する。

但し音場制御装置は最適リスニングポイントでの音場制
御が目的であり、初期反射音用スピーカ５と残響音用ス
ピーカから出力される直接音は最適リスニングポイント
での音質に悪影響を及ぼさないことが必要である。第５
図に示すような場合には、初期反射音用スピーカ５１ｃ
と５２Ｃ１残響音用スピーカ６１Ｃと６２Ｃから最適リ
スニングポイントまでの距離があるため、それぞれのス
ピーカ付近で効果のある直接音の音量であっても、最適
リスニングポイントにはあまり影響を及ぼさないので、
最適リスニングポイントでの音質の劣化は小さい。

口実雄側〕 上記のように初期反射音用スピーカと残響音用スピーカ
から出力される直接音は、最適リスニン　　　′グポイ
ントでの音質に過度に影響を及ぼさないことが望まれる
が、部屋の大きさやスピーカの配置によって影響の及ぼ
し方が異なる。そこで直接音を加算する比率を状況に応
じて変えられるようにした実施例の回路を第２図に示す
。

この実施例は、第５図に示したスピーカシステムと同様
に、直接音、初期反射音及び残響音用にそれぞれ二個づ
つのスピーカがあるシステムである。第２図に示すよう
にこの実施例では、左チャンネル（以下Ｌｃｈ）と右チ
ャンネル（以下Ｒｃｈ）の音響信号により、そのままＬ
ｃｈ直接音信号とＲｃｈ直接音信号を作り出している。

なお第２図では増幅器等本発明に直接関係しないものに
ついては省いである。９ａは、Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ及
びＤ／Ａ変換器で構成されるＤＳＰ部を示すが、これは
従来からの音場制御装置のものと同様である。もしＬｃ
ｈとＲｃｈの音響信号がＣＤ装置等からのデジタル信号
ならば、Ａ／Ｄ変換器は不用であるが直接音の生成にＤ
／Ａ変換器が必要になる。

アナログ信号の形態をしたＬｃｈ直接音信号とＬｃｈ初
期反射信号は、Ｌｃｈ初期音補正回路７１ａに示すよう
なオブアンブを用いた加算回路で混ぜられる。図中の可
変抵抗により直接音の比率が、部屋の大きさ等に応じて
調整される。Ｒｃｈ初期音補正回路７２ａ、Ｌｃｈ残響
音補正回路８１ａ及びＲｃｈ残響音補正回路８２ａも回
路構成はＬｃｈ初期音補正回路７１ａと同様である。

第２図では直接音信号は、ＤＳＰ　９ａによる処理を行
なわずにそのまま出力され、初期反射信号及び残響信号
との合成もアナログ回路により行なわれるため高音域の
劣化という問題は生じない。しかしアナログ加算回路を
別に設ける必要がある。そこで直接音信号と初期反射信
号及び残響信号との合成を、初期反射信号と残響信号を
発生させるＤＳＰで共用することでコスト低減を図るこ
とができる。その実施例の直接音と初期反射音及び残響
信号との合成部分の回路構成例を第３図に示す。

直接音信号は、音響信号をＡ／Ｄ変換したものであり、
初期反射信号と残響信号はこれまでと同様の方法でＤＳ
Ｐにより生成される。９Ｉｂと９３ｂは可変の増幅器で
あり、９２ｂと９４ｂは加算器である。

９５ｂはＤ／Ａ変換器であり、それぞれの信号をアナロ
グ信号に変換する。この実施例は、デジタル処理のサン
プリングに関連した高音域での劣化の問題はあるが、既
存のＤＳＰが共用でき利点が大きい。

〔発明の効果〕

本発明により、これまでの音場制御装置による最適リス
ニングポイント以外の位置での音質低下が改善できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の音場制御装置の基本構成を示す図で
あり、 第２図は、アナログ回路で構成した直接音の比率が可変
である補正回路を有する音場制御装置の例を示す図であ
り、 第３図は、補正回路をＤＳＰで構成するための回路例を
示す図であり、 第４図は、音場における音の時間変化である直接音、初
期反射音、及び残響音の一般的例を示す図であり、 第５図は、音場制御におけるスピーカの配置例を示す図
であり、 第６図は、音場制御装置の従来の構成例を示す図である
。 図において ｌ・・・直接音信号生成手段、 ２・・・初期反射信号生成手段、 ３・・・残響信号生成手段、 ４・・・直接音用スピーカ、 ５・・・初期反射音用スピーカ、 ６・・・残響音用スピーカ、 ７・・・初期音補正手段、 ８・・・残響音補正手段、　　　　９ａ・・・ＤＳＰ部
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直接音用スピーカ（４）から出力される直接音信号
   を生成する直接音信号生成手段（１）、初期反射音用ス
   ピーカ（５）から出力される初期反射信号を生成する初
   期反射信号生成手段（２）、及び 残響音用スピーカ（６）から出力される残響信号を生成
   する残響信号生成手段（３）を備え、最適聴取位置での
   音場を制御する音場制御装置であって、 第一の割合の該直接音信号と該初期反射信号とを加えて
   補正初期信号を生成し、該初期反射音用スピーカ（５）
   に出力する初期音補正手段（７）、及び 第二の割合の該直接音信号と該残響信号とを加えて補正
   残響信号を生成し、該残響音用スピーカ（６）に出力す
   る残響補正手段（８）を備え、該最適聴取位置以外の範
   囲での音質を向上させたことを特徴とする音場制御装置
   。 ２、該第一の割合及び該第二の割合は、可変であること
   を特徴とする請求項の１に記載の音場制御装置。