JPS5841719B2 - ４チヤンネルパンポツトのステイツク位置検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は４チヤンネルパンポツトのスティック位置検出
方式に係り、一端を支点として他端が半球面状の軌跡を
描くように回動自在にされたスティックの傾斜角と方向
とに対応した変化量を、スティックが水平面に対して垂
直の状態のとき原点が規定される２次元直交座標におけ
る原点からの距離変化として検出抽出するに際し、距離
をｎ分割して表示する場合、例えば原点付近の分割区間
を他の分割区間に比して犬とすることにより、スティッ
ク操作の手ぶれやノイズの混入等があっても上記原点に
おける音像の定位保持を安定に行ないうる４チヤンネル
パンポツトのスティック位置検出方式を提供することを
目的とする。

従来より、４チヤンネルステレオ再生装置には、４チヤ
ンネルパンポツトのスティックの動きに応じた位置に音
像を定位させることが知られている。

しかるに、従来の音像を定位させる方法は、４つのスピ
ーカに供給される音声信号のレベルだけを相対的に可変
して音像を定位させる所謂レベル差定位法と呼称される
ものであった。

従って、４チヤンネルパンポツトの出力信号は４チヤン
ネルの音声信号のレベルを相対的に可変して前方左右あ
るいは後方左右に振り分けるための１変量パラメータの
信号だけを出力するにすぎなかった。

しかし、上記のレベル差定位法では、音像の位置は各ス
ピーカ間の範囲内に限られ、各スピーカの外側に音像を
定位させることはできなかった。

これに対し、近年、各スピーカの外側にも、明瞭、かつ
、自然な音像を得るための一手法として、例えば昭和５
０年１２月号のＮＨＫ技術月報の第４５５頁乃至第４６
１頁に、所謂△Ｐ−Δφ法と呼称される方法が提案され
た。

この△Ｐ−Δφ法によれば、例えば２チヤンネルステレ
オの場合、第６図に示す自然音像定位装置により自然な
音像を聴取者の真横にも作ることができる。

第６図において、入力端子２１に入来した音声信号は低
域フィルタ２２、帯域フィルタ２３゜２４及び２５に夫
々供給されて４つの帯域に分割された後、移相器２６．
２７．２８及び２９に夫夫供給される。

移相器２６は低域フィルタ２３よりの帯域分割信号が２
分岐されて供給され両人力信号に対して所望の移相差θ
１ を相対的に与えるように例えば一方の人力信号をθ
１だげ移相する。

移相器２６の２出力信号のうち移相された一方の出力信
号は可変抵抗器３１ａにより所望のレベル調整をされて
混合器３３に供給され、移相されない他方の出力信号は
可変抵抗器３０ａにより所望のレベル調整をされて混合
器３４に供給される。

ここで、可変抵抗器３１ａは可変抵抗器３０ａに対して
信号のレベルをＸｌ だげ相対的に与える。

同様にして、移相器２７，２８及び２９によりθ２ 、
θ３及びθ４の位相差を与えられた各２出力信号は、可
変抵抗器３０ｂと３１ｂ、３０ｃと３１ｃ、及び３０ｄ
と３１ｄを介して混合器３２゜３３に供給される。

混合器３２の出力信号は聴取者３４の右側のスピーカＲ
に供給され、混合器３３の出力信号は左側のスピーカＬ
に供給される。

ここで、スピーカＬに加えられる信号をｘｅｊθ、スピ
ーカＲに加えられる信号を１．０とすると、Ｘは（スピ
・−力りの入力信号のレベル）／（スピーカＲの入力信
号のレベル）で表わされるレベル比であり、θは両スピ
ーカ入力信号の相対的な位相差である。

いま、聴取者３４の左右の外耳道入口における音圧ＰＬ
。

ｐＲは で表わされる。

ただし、上式中、τは頭部回折による遅延時間、γは頭
部回折による減衰係数、Ｐｏは基準音、圧を示す。

また、両耳間レベル差△Ｐは２０１ｏｇｌＰＲ／ＰＬ
ｌで、両耳間位相差△φはＡｒｇ（ＰＲ）−Ａｒｇ（Ｐ
Ｌ）で表わされる。

かかる△Ｐ−Δφ法によると、２個のスピーカの外側に
、実音源と質の点でも等しい自然な音像を作ることがで
きる。

４チヤンネルステレオの場合は、第６図に示す装置をも
う一系統段ければよい。

ここで、移相器２６．２７．２８及び２９は所望の音像
定位位置に応じて移相が可変される必要があり、そのた
めに角度識別信号により移相量が可変される構成とされ
る。

一方、可変抵抗器３０ａ〜３０ｄ、３１ａ〜３１ｄは所
望の音像定位位置に応じて抵抗値が可変される必要があ
り、そのために距離識別信号により抵抗値が可変される
構成とされる。

本発明は、４チヤンネルパンポツトのスティック位置に
応じて、特に上記の角度識別信号及び距離識別信号を発
生し得るスティック位置検出方式に関するものである。

ここで、スティックが水平面に対して垂直の状態のとき
原点が規定される２次元直交座標において、スティック
位置の原点からの距離を検出する際に、検出距離をｎ個
に区分し、かつ、それを等分して振り分けると、ある方
向から原点付近に接近した場合、後述する如く原点近く
にくるとちょっとした変化でもスティックの位置情報が
変化してしまい、安定に原点の検出が行なえない。

そこで、本発明は上記の問題点を解決したものであり、
以下図面と共にその一実施例について説明する。

第１図は４チヤンネルパンポツトの一例の概略側面図を
示す。

１はスティックで、その一端１ａが回動自在に支持され
、この一端１ａを支点としてスティック１を自在に回動
することにより、その他端１ｂは半球面状の軌跡を描く
。

このスティック１の動きの変化量に応じて回転可変抵抗
器ＶＲ１、ＶＢ２の抵抗値が変化するよう構成されてい
る。

ところで、本発明方式では、スティック１の水平面に対
する写像を、この水平面を２次元直交座標とする座標内
の位置として表わすべく、スティック１の動きに対応し
て可変抵抗器の抵抗値を変化させるために、回転可変抵
抗器ＶＲ１、ＶＢ２は第２図に示す如き構成とされる。

同図中、ＶＲｌは水平面のＸ座標におけるスティック１
の位置を示す回転可変抵抗器、ＶＢ２は水平面のＹ座標
におけるスティック１の位置を示す回転可変抵抗器であ
る。

回転可変抵抗器ｖＲ１、ＶＢ２の一端は正の直流電源電
圧子Ｂ入力端子に接続される一方、他端は負の直流電源
電圧−Ｂ入力端子に夫々接続されている。

上記のＸ、Ｙの２次元直交座標の原点（Ｏｌｏ）は、ス
ティック１が水平面に対し垂直状態のときのスティック
１の写像位置と規定され、このとき回転可変抵抗器ＶＲ
１，Ｒ２の摺動子は夫々の中点位置にくるように設定さ
れている。

従って、スティック１が水平面に対して垂直状態にある
ときには、回転可変抵抗器ｖＲ１，ＶＲ２の各摺動子よ
り出力端子２，３に導かれる直流電圧は共にＯＶとなる
。

スティック１の垂直状態以外の動きは、上記Ｘ、Ｙ０２
次元直交座標内の写像位置の変化として表わされるべく
、回転可変抵抗器ｖＲ１，ＶＲ２の抵抗値が変化され、
それに応じたレベル、極性の信号が取り出される。

この信号よりスティック１の動きは、上記のＸ、Ｙ２次
元直交座標におけるスティック１の写像の原点からの距
離 ｒ （＝ａ ）と、ある方向を基準にした角１ｚ。

度θ（−ｊａｎ−）として検出される。

このチャンネルパンポットのスティック１の写像の原点
からの距離ｒの検出信号は距離識別信号として、またあ
る方向を基準にした角度θの検出信号は角度識別信号と
して夫々第６図に示す装置が２系統設けられた４チヤン
ネルの自然音像定位装置に供給されることにより、４チ
ヤンネルステレオ音場における音像を、スティック１の
動きに応じた場所に移動させたり、一定の場所に定位さ
せたりするものである。

ここで、原点よりの距離に比例して（ｘ、ｙ）の両座標
でスティック１の位置を検出表示する場合、例えば距離
を０，０．５．１．０．２．０、・・・、■というよう
にｎ個で区分して、スティック１の傾斜角及び方向に比
例した（ｘ、ｙ）の位置を得るが、このｎ個の距離分割
を等分して振り分けると、例えば原点付近の使用頻度が
多い場合、換言すれば（ｘ、ｙ）座標の原点にスティッ
ク１をもってきた場合、スティック１の少しの変化でも
スティック１により得られる位置情報がこの微少のステ
ィック１の動きにより変化し、原点表示が変化してしま
い原点表示の安定性を欠く。

すなわち、ある方向から原点付近に接近した場合、原点
近くにくるとちょっとした変化でもスティック１の方向
が変わってしまう。

この様子を第４図にＸ印を結んだ曲線で示す。

そこで、本発明方式は上記のようにｎ個に等分割されて
いた距離をｎ ＋ ２個に等分割すると共に、重要と思
われるポイント、例えば原点に幅をもたせ、多少の手の
揺らぎでも原点付近の方向反転を防止するために、ｎ＋
２分割区間のうちの３つの区間を原点に割り当て、原点
から一分割距離ｎ ＋ ２ まで変化しても原点の検出を保持し、あとは−ｎ＋２ だけの変化量に対応して等分割で距離検出を行なうよう
にしたものである。

第３図Ａはスティック１の動きを示す側面図、同図Ｂは
本発明方式の距離検出区間の一実施例を示す。

通常スティック１は第３図Ａに示すように、垂直の場合
の原点（０，０）に対して±４５°の範囲内で自由に回
動されるよう構成される。

従って、この４５°を水平面における距離Ｒのｎ等分す
る場合にはｎ＋ｉ（ｉはｎより小なる正の整数：但し本
実施例ではｉ＝２とする。

）に分割する。これれにより、単位分割距離区間当りの
スティック４５゜ １の角度は第３図Ａに示すように となる。

ｎ＋２ また各分割距離区間の単位当りの長さは同図Ｂに示すよ
うに となる。

ただし、Ｒはスティソｎ＋２ り１が垂直面に対して４５°で回動されたときのスティ
ック１の水平面に対する写像の軌跡により形成される円
の半径である。

Ｒ 原点より３つの分割距離区間 は、第３図ｎ＋２ Ｂにハツチングで示すように、原点表示のための距離ｒ
。

（−の距離検出区間）とされ、距離ｒ１ として検出す
る４番目の距離検出区間より距離ｒｎ−１として検出す
るｎ ＋ ２番目の距離検出区間までは夫々等間隔
毎に割り当てられる。

ｎ＋２ これにより、スティック１が原点付近では分解能が落ち
るため、少しの変化でもスティック１の方向が変わった
と判定されてしまうことはなく、スティック操作の手振
れ及びノイズの混入及び不正確な原点表示に拘らず、原
点検出を安定に行ない得る。

この様子を第４図に破線で示す。また、スティック１の
位置を原点に最接近させ、成る角度θで固定しようとす
る場合、原点付近では微小の動きで角度θが変化するか
若しくは逆転して反対の象限に検知され得る状態は起り
得ない。

すなわち、第５図に示すように、ａ点に移動してきたス
ティック１は、ａ点の位置検出後はｂ点あるいは０点に
微少変化しても、前述したように原点付近に所謂重みづ
げがされているので、音像が移動することはない。

かくして、人間が行なう不正確なスティックの原点表示
でも、又多少の手の揺らぎでも、原点表示及び原点最接
近時の方向は変化しないように検出される。

上述の如（、本発明になる４チヤンネルパンポツトのス
ティック位置検出方式は、スティックの一端を支点とし
てその他端が半球面状の軌跡を描くように回動自在に構
成された４チヤンネルパンポツトのスティックが、水平
面に対して垂直の状態のとき原点を規定される２次元直
交座標内のスティック写像位置の変化として表わすべく
、スティックの動きに運動して抵抗値が可変される可変
抵抗器の出力信号より上記スティックの上記直交座標に
おける原点からの距離を表わす信号を検出出力するに際
し、上記原点から上記スティックの回動最大位置までの
上記直交座標における距離を、ｎ ＋ ｉ分割（ｎは正
の整数、ｉはｎ以下の正の整数）して得られた各分割距
離区間のうち、上記原点から所望の距離範囲にある（１
＋ｉ）個の分割距離区間を一個の距離検出区間とし、か
つ、他の（ｎ−１）個の分割距離区間を夫々（ｎ−１）
個の距離検出区間としたため、使用頻度の多い距離範囲
あるいは、特に操作者の手振れ、あるいはノイズ等によ
りスティックの動きの微少変化が問題になる距離範囲、
例えば原点及びその近傍部分を上記の一個の距離検出区
間とすることにより、スティックの位置がちょっとした
手振れやノイズにより若干変化しても安定に原点の検出
が行なえるという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式を適用しうる４チヤンネルパンポツ
トの一例の概略側面図、第２図は本発明方式に用いられ
る回転可変抵抗器の一実施例の回路図、第３図Ａ、Ｂは
夫々本発明方式の一実施例を説明するためのスティック
の動きを示す側面図、距離検出区間を示す図、第４図は
従来と本発明方式のスティックの動きに対する検出状態
を模式的に示す図、第５図はスティックを原点に最接近
させたときの本発明方式の検出動作を説明するための模
式的な図、第６図は自然音像定位装置の一例を示すブロ
ック系統図である。 １・・・・・・スティック、ＶＲｌ、ｖＲ２・・・・・
・回転可変抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スティックの一端を支点としてその他端が半球面状
   の軌跡を描くように回動自在に構成された４チヤンネル
   パンポツトのスティックが、水平面に対して垂直の状態
   のとき原点を規定される２次元直交座標内のスティック
   写像位置の変化として表わすべく、スティックの動きに
   連動して抵抗値が可変される可変抵抗器の出力信号より
   該スティックの上記直交座標における原点からの距離を
   表わす信号を検出出力するに際し、該原点から該スティ
   ックの回動最大位置までの上記直交座標における距離を
   、ｎ＋ｉ分割（ｎは正の整数、ｉはｎ以下の正の整数）
   して得られた各分割距離区間のうち、該原点から所望の
   距離範囲にある（１＋１）個の分割距離区間を一個の距
   離検出区間とし、かつ、他の（ｎ−１）個の分割距離区
   間を夫々（ｎ−１）個の距離検出区間とすることを特徴
   とする４チヤンネルパンポツトのスティック位置検出方
   式。