JPH04341000A - 音響装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音響装置に関し、特に
反射音に相当する効果音信号を生成して出力する音場制
御機能と音響信号の周波数特性を変化させられる機能、
例えばグラフィックイコライザ機能の両方を有する音響
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンサートホール等で演奏を聞く場合、
楽器が発生する音の他に周囲で反射された反射音も一緒
に聞いており、この反射音が演奏会場での音の特性を決
定している。図１０はコンサートホールにおいて舞台で
音を発生させた時に、ある聴取点での検出される音の時
間変化を示した図である。図１０に示すように聴取点で
検出される音は、舞台から直接到来する直接音と、周囲
で反射されて到来する反射音に分けられ、反射音は更に
左右の両側壁面を主とする最初の反射音である初期反射
音と、何回となく反射を繰り返しながらあらゆる方向か
ら到来して次第に減衰していく残響音とに分けられる。 このような直接音と反射音で形成される音の状態を音場
と称している。

【０００３】オーディオシステムによりコンサートホー
ルで聞くのと同等の音を再現し、臨場感あふれる音場を
再生する音場制御装置と呼ばれる装置が実用に供されて
いる。音場制御装置の基本構成は、図１１に示すように
なっており、音響信号源１０１には直接音に相当する音
響信号が記録されている。音場選択スイッチ１０５　に
より使用者が選択した音場をリスニングポイント１０７
に再現するように、効果音生成部１０２　が音響信号よ
り初期反射音と残響音に相当する信号を生成し、直接音
に相当する信号も含めて、対応するスピーカ１０４　よ
り出力する。音場制御装置により生成される初期反射音
と残響音を合せて効果音と称している。

【０００４】効果音生成部１０２　には著名なコンサー
トホール、教会、室内楽用の部屋及びジャズクラブ等で
の図１０に示すような効果音パターンや、人工的に定め
たパターンが記憶されており、使用者が音楽や音楽を聞
く部屋に合せて選択した効果音のパターンに従って効果
音信号を生成して所望の音場を再現するようにしている
。また一般的には使用者が音楽や部屋に合せて効果音信
号の生成パターンを調整できるようになっており、調整
した状態を記憶しスイッチ操作のみで再現できるように
なっている。

【０００５】以上のように音場制御は反響音を再現する
ものであるが、音楽やリスニングルームに合せて音響信
号の周波数特性を調整することも従来から行なわれてい
る。使用する音響装置自体の特性を調整して一様な周波
数特性を得るのが本来の目的であったが、リスニングル
ームや音楽に合せて低音部や高音部の利得をそれぞれ任
意に調整して使用者の好みに合せた音が得られるように
している。このような装置の代表的な例がグラフィック
イコライザであり、音声信号域を複数の帯域に分割して
、それぞれの帯域の利得が独立に調整できるようになっ
ている。グラフィックイコライザを構成するフィルタの
例を図１３に示す。

【０００６】図１３の（ａ）　はＦ１　からＦ５　のフ
ィルタが直列に接続されていることを示し、各フィルタ
は（ｂ）　に示すような特性を有している。Ｆ１　から
Ｆ５　のフィルタをそれぞれ調整することにより所望の
周波数特性が得られる。各フィルタの中心周波数はオク
ターブバンドと呼ばれる二倍づつ増加する形式をとるも
のが多く、フィルタの数が増えると低音域と高音域の分
解能が向上する。

【０００７】音響信号の周波数特性を変化させる装置と
しては、グラフィックイコライザの他に各フィルタの特
性までも可変であるパラメトリックイコライザや、バス
トレブルコントロール装置や電子ボリュームのような音
声域を低音域、中音域及び高音域に分割し、それぞれの
音域を所定量高めるかどうかの選択が行なえる装置が実
用に供されている。周波数特性を変化させる装置を一般
にトーン調整機と呼ぶことが多い。

【０００８】音場制御装置と周波数特性調整装置は、こ
れまで別々の装置として市販され、直列して使用される
のが一般的であった。音場制御装置と周波数特性調整装
置のどちらかを先にするかは使用方法により決められる
。音場制御装置は複雑な効果音生成を行なう必要がある
ためディジタルシグナルプロセッサ（以下ＤＳＰと称す
る。）を用いるものがほとんどであり、周波数特性調整
装置はアナログ回路や電子ボリュームを用いたものが多
いが、近年はＤＳＰを用いたディジタル処理を行なうも
のも使用されるようになって来た。

【０００９】そこでＤＳＰを利用したものでは、同一の
装置で音場制御機能と周波数特性調整機能を備えたもの
もある。そのような装置では従来の装置と同様に音場と
周波数特性の選択及び調整は別々に独立して行なうか、
特定の音場と周波数特性が固定した対応関係にあり、音
場を選択すると自動的に周波数特性が定まるようになっ
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】音場制御装置と周波数
特性調整装置を使用する場合、リスニングルームの特性
や音楽の内容、更には使用者の好みに応じて、音場制御
と周波数特性がそれぞれ独立して自由に調整できること
が望ましい。音場制御の場合は効果音の生成パターンが
複雑で調整も容易でないので、あらかじめ装置に記憶さ
れた複数種類の音場から適当な音場を選択することが多
いが、その場合でも周波数特性は音楽やリスニングルー
ムに応じて調整するか又は適当な周波数特性パターンを
選択することが望ましい。

【００１１】しかしこのような音響装置を使用する場合
、使用する部屋はほとんど固定され、使用する部屋が頻
繁に変わることは現実にはあまり起きない。またこの装
置を使用して音楽を聞く人は固定される場合がほとんど
であり、音楽の種類や好みもある程度限られることが多
い。そのため所望の音場の種類も限定され、それぞれの
音場に対する所望の周波数特性もほとんど固定されるこ
とになる。

【００１２】ところが現状の装置では音場を選択する度
に、その音場に合せて所望の周波数特性を選択するか又
は所望の周波数特性になるように調整する必要があり、
操作が煩雑である。特に音場と周波数特性で多くの種類
が選択可能である時には、選択が難しく不適当なものを
選択したために途中で設定を変更する必要も生じて、音
楽を聞く雰囲気を害することにもなる。

【００１３】本発明の音響装置は上記問題点に鑑みてな
されたものであり、音場と周波数特性をそれぞれ最適な
ものにすることが可能であるが、一度最適なものが得ら
れた後には、所望の音場と周波数特性が簡単な操作で同
時に設定されるようにすることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の音響装置は、上
記問題点を解決するため、音場と周波数特性を対応付け
て記憶する手段を設ける。図１は本発明の音響装置の基
本構成である。すなわち本発明の音響装置は、選択され
た音場の効果音パターンに従って音響信号より反響音に
相当する効果音信号を生成する音場制御手段１、複数の
効果音パターンを記憶する効果音パターン記憶手段２、
選択された周波数パターンに従って音響信号の周波数特
性を変化させる周波数特性調整手段３、及び複数の周波
数パターンを記憶する周波数パターン記憶手段４を備え
、音場と周波数特性がそれぞれ任意に設定可能な音響装
置において、効果音パターン記憶手段２に記憶された効
果音パターンと周波数パターン記憶手段４に記憶された
周波数パターンを任意に対応づけることが可能な効果音
周波数対応情報記憶手段５を備え、効果音パターン、周
波数パターン又は対応情報のいずれかを選択することに
より所望の音場及び周波数特性が共に自動的に設定され
ることを特徴とする。

【００１５】

【作用】効果音パターン記憶手段２に記憶された効果音
パターンを選択することで所望の音場が再現される。効
果音パターン記憶手段２に記憶される効果音パターンは
、装置であらかじめ定められた著名な演奏会場を模した
パターンでも、使用者が独自に調整したパターンでも良
い。周波数特性についても同様に、周波数パターン記憶
手段４に記憶された周波数パターンを選択することで所
望の周波数パターンが得られる。そして所望の音場と周
波数特性の組み合せを定めて、効果音周波数対応情報記
憶手段５に記憶することで、音場と周波数特性の一方又
は対応関係を選択することで、所望の音場と周波数特性
が自動的に設定されるので、操作が簡単になる。

【００１６】

【実施例】まず音場形成のための効果音信号の生成及び
周波数特性の変化がどのようにして行なえるか簡単に説
明する。前述の通り効果音信号の生成はＤＳＰを用いた
ディジタル処理で行なわれることが多く、周波数特性の
調整も同様にディジタル処理で行なえることが多いので
、ディジタル処理による実施例を説明する。

【００１７】図２は、効果音生成と周波数特性の調整を
ディジタル的に行なう音響装置の構成を示す図である。 １１は音響信号源であり、ここではアナログ信号源とし
て示してあるが、ＣＤ等が媒体の場合にはディジタル信
号になる。１２はアナログディジタル変換器であり、音
響信号源１１がディジタル信号の時には必要ない。１３
はＤＳＰであり、ディジタルフィルタを形成して効果音
信号を生成する。１４はディジタルアナログ変換器であ
り、ここで効果音信号はアナログ信号に変換される。そ
の後ミキサ／増幅器１５でスピーカシステム１６に対応
するように直接音信号と効果音信号がミキシングされ、
その後増幅されて対応するスピーカ１６より出力される
。

【００１８】１７はマイクロプロセッサであり、１８は
ＲＯＭであり、１９はＲＡＭである。これらによりマイ
クロコンピュータが構成される。２０はスイッチであり
、表示部２１に表示される音場の種類や周波数特性等を
見ながらスイッチ２０で入力を行なう。実際にはスイッ
チの読み取り及び表示共に入出力ポートを介して行なう
。

【００１９】ＤＳＰ１３は、マイクロコンピュータによ
りプログラムされることでディジタルフィルタを構成す
ることができるものである。図３に効果音信号生成のた
めのディジタルフィルタの構成例を示す。（ａ）　は初
期反射音信号生成用のフィニットインパルスフィルタで
あり、（ｂ）　は残響音信号生成用のインフィニットイ
ンパルスフィルタであり、それぞれの増幅器（減衰器）
や遅延量をマイクロコンピュータにより設定することで
所望の特性のフィルタを構成できる。

【００２０】周波数特性を変化させるグラフィックイコ
ライザ用のディジタルフィルタの例を図４に示す。（ａ
）　はフィルタの全体構成であり、フィルタＦ１　から
Ｆ５　が直列に接続されており、各フィルタはオクター
ブバンドの帯域フィルタである。各フィルタの構成は（
ｂ）　に示す通りであり、増幅器の係数と遅延量を設定
することで所望の帯域フィルタが得られ、係数を変えれ
ばゲインも変えられる。

【００２１】著名なコンサートホール等の音場を再現す
るための図３に示したディジタルフィルタの係数や、音
楽の種類に応じて一般的に適当であると思われる基本的
な周波数特性を再現するための図４のフィルタの係数等
がＲＯＭ１８に複数種類記憶されている。そして使用者
は所望の音場と周波数特性をそれぞれ独立にスイッチ２
０を操作して選択できるようになっている。またあらか
じめ固定された音場や周波数特性だけでなく、使用者が
自由に設定した音場や周波数特性を再現するための情報
をスイッチ２０と関連付けて記憶できるようになってい
る。この場合これらの情報は書き込み可能で且つ電源を
切った後も保存されることが必要であり、ＲＡＭ１９の
一部を　ＥＥＰＲＯＭ　するか、バッテリバックアップ
する等の構成にする。また後述の音場と周波数特性を対
応づける情報も同様の形式で記憶される。

【００２２】以上は音場と周波数特性の両方をディジタ
ル信号処理で実現する例であるが、ディジタル信号処理
では各ディジタルフィルタの係数を変えるだけで多くの
フィルタが形成できるので、非常に多種類の音場や周波
数特性が実現でき、使用者が好みに合せて調整すること
もできる。しかしコスト面の問題やアナログ処理の特性
が要求される時もある。その場合音場の再現をアナログ
処理で行なうのは実際には難しいので、周波数特性のみ
アナログ処理で行なうことも考えられる。但し、その場
合でも周波数特性のパターンを記憶して、そのパターン
が再現できることが必要である。

【００２３】そこで図５に示すように、例えば音声域を
低、中及び高音域の三つに分割し、それぞれの音域を高
めるかどうかで複数種類の周波数パターンがとり得るよ
うにする。一般的に音楽に応じて強調したい音域が異な
るといわれており、例えば図５において、Ａはジャズ音
楽に、Ｂはロック音楽に、Ｃはポップス音楽に、Ｄはク
ラシック音楽に、Ｅはボーカル音楽にそれぞれ適してい
る。

【００２４】図５に示すような周波数特性を実現する手
段としてもっとも簡単な方法は電子ボリュームＩＣを利
用する方法であるが、他によく知られた方法としてバス
トレブルコントロール回路と呼ばれるものを利用する方
法がある。これは低音域と高音域の利得を上げるかどう
かをスイッチ動作により選択するもので、中音域も制御
可能にするミッドコントロールを付加する場合もある。 図６に示す回路は、このような回路の例であり、６６が
高域イコライジング回路であり、６７が低域イコライジ
ング回路である。それぞれの回路６６と６７を働かせる
かどうかを、マイクロコンピュータの入出力ポート６１
を介してスイッチ６２から６５を制御して所望の周波数
特性を得る。周波数特性に応じた各スイッチの制御信号
がマイクロコンピュータに記憶されている。

【００２５】以上が所望の音場と周波数特性を実現する
部分の説明であるが、次に音場と周波数特性をどのよう
に対応づけるかについて説明する。音場と周波数特性を
対応づける情報は、使用者が任意に設定でき且つ電源を
切った後も保存される必要があり、前述のようにＲＡＭ
の一部に　ＥＥＰＲＯＭ　を使用する等の方法が用いら
れる。対応づけ情報に関する処理はすべてマイクロコン
ピュータで行なわれる。音場パターンを再現するための
データと周波数パターンを再現するためのデータのメモ
リ内での対応関係の例を示したのが図７である。音場の
種類毎に、それぞれの音場を再現するのに必要なデータ
が所定のアドレスに記憶されている。この場合のデータ
は音場を再現できるものならばどのようなデータでも構
わないが、図７では図３に示したディジタルフィルタの
係数としている。ここで音響装置にあらかじめ記憶され
ている音場については図２のＲＯＭ１８に記憶されてい
る。そしてこれとは別に使用者が任意に調整して設定で
きる分があり、これらは不揮発性のＲＡＭの所定アドレ
スに記憶される。周波数特性についても同様に周波数パ
ターンメモリに周波数特性を設定するのに必要なデータ
が記憶されている。

【００２６】そしてここでは音場の種類毎に、不揮発性
のＲＡＭの所定アドレスにそれぞれの音場に対応づけら
れた周波数特性を示すデータが記憶できる対応メモリが
確保されている。使用者はこの対応メモリに周波数特性
を示すデータを任意に設定でき、音場を選択するとその
音場の対応メモリに記憶された周波数特性が自動的に設
定される。但し音場選択後に周波数特性を新たに選択す
るか、又は調整すれば自由に変更できる。

【００２７】次に図７の対応メモリでの対応づけ処理の
例を図８のフローチャートに示す。 （ａ）　は使用者が独自に音場を設定する場合で、ステ
ップ１０１　で使用者が独自に所望の音場が得られるよ
うに調整を行ない、それに応じてディジタルフィルタ等
の各係数を変化させる。ステップ１０２　ではユーザ音
場設定モードであるかを判定する。もしユーザ音場設定
モードでなければ、ユーザ音場の設定を行なわないので
あるから他の処理へ移る。もしユーザ音場設定モードで
あれば、いずれかのユーザ音場選択スイッチが入力され
るまで待ち、入力された後ステップ１０４　で、そのユ
ーザ音場選択スイッチのメモリにその時点の音場を再現
するためのデータを記憶して終了する。使用者が独自に
周波数特性を設定する場合も同様である。

【００２８】（ｂ）　は音場と周波数特性を対応づける
処理で、ステップ１１１　で対応づけモードであるかを
判定し、対応づけモードであればステップ１１２　で音
場選択スイッチを入力するように表示する。そしてステ
ップ１１３　で音場選択スイッチが入力されるまで待ち
、入力されるとステップ１１４　で周波数特性を入力す
るように表示し、ステップ１１５　で入力されるまで待
つ。そして入力されると、入力された音場の対応メモリ
に入力された周波数特性を記憶して終了する。

【００２９】以上は音場を中心としてこれに周波数特性
を対応づけるものであるが、これと逆に周波数特性に音
場を対応づけても良い。また選択スイッチに音場と周波
数特性を対応づけるようにしても良く、この場合のメモ
リ構成を図９に示す。ここでは各選択スイッチに音場と
周波数特性に関するデータを記憶するメモリがあり、ス
イッチを選択することによりそこに記憶された音場と周
波数特性が再現される。

【００３０】音場と周波数特性を各スイッチに対応づけ
るためには、音場と周波数特性を所望の状態にする。こ
れは装置にあらかじめ記憶されたものでも、使用者が独
自に調整したものでも良い。そして対応メモリに設定モ
ードにして対応づけたいスイッチを押せば、その時点の
音場と周波数特性のデータがそのスイッチのメモリに記
憶される。その後対応メモリ設定モードを解除する。

【００３１】以上音場と周波数特性を対応づける処理に
ついて説明したが、基本的には使用者が任意に対応づけ
られるならばどのようなものでも良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明により、音場と周波数特性をそれ
ぞれ独立して調整可能で、一旦所望の組み合せが決まっ
た後は容易に音場と周波数特性が同時に設定できる音響
装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の音響装置の基本構成を示す図である。

【図２】効果音生成と周波数特性の調整をディジタル的
に行なう実施例の構成を示す図である。

【図３】効果音生成用ディジタルフィルタの例を示す図
である。

【図４】グラフィックイコライザ用ディジタルフィルタ
の例を示す図である。

【図５】トーンモード別の周波数特性の例を示す図であ
る。

【図６】周波数特性切換のためのアナログ回路の例を示
す図である。

【図７】音場と周波数特性との対応メモリ構成の例を示
す図である。

【図８】図７の対応メモリでの対応づけ処理の例を示す
図である。

【図９】音場と周波数特性との対応メモリ構成の例を示
す図である。

【図１０】反響音による音場での音の変化例を示す図で
ある。

【図１１】音場制御装置の基本構成を示す図である。

【図１２】グラフィックイコライザを構成するフィルタ
の例を示す図である。

【符号の説明】

１…音場制御手段 ２…効果音パターン記憶手段 ３…周波数特性調整手段 ４…周波数パターン記憶手段 ５…効果音周波数対応情報記憶手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　選択された音場の効果音パターンに従
   って音響信号より反響音に相当する効果音信号を生成す
   る音場制御手段（１）　、複数の該効果音パターンを記
   憶する効果音パターン記憶手段（２）選択された周波数
   パターンに従って音響信号の周波数特性を変化させる周
   波数特性調整手段（３）　、及び複数の該周波数パター
   ンを記憶する周波数パターン記憶手段（４）　を備え、
   音場と周波数特性がそれぞれ任意に設定可能な音響装置
   において、該効果音パターン記憶手段（２）　に記憶さ
   れた効果音パターンと該周波数パターン記憶手段（４）
   　に記憶された周波数パターンとを任意に対応づけるこ
   とが可能な効果音周波数対応情報記憶手段（５）　を備
   え、効果音パターン、周波数パターン又は対応情報のい
   ずれかを選択することにより所望の音場及び周波数特性
   が共に自動的に設定されることを特徴とする音響装置。