音響再生システムおよび音響再生方法
【課題】仮想音源処理におけるセンタチャンネルなどのリスナの正中面を含む面内を音像定位位置とするチャンネルの音像定位感の悪化の問題点を解決する。
【解決手段】リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む面内の位置となるように配置される第1のスピーカと、所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカとを備える。音量検出手段は、第1のチャンネルの音量および第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音量を検出する。音量比較手段は、検出された第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する。制御手段は、その比較結果に基づいて、第1のチャンネルの音声信号、その他のチャンネルの音声信号のゲインを制御する。
【解決手段】リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む面内の位置となるように配置される第1のスピーカと、所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカとを備える。音量検出手段は、第1のチャンネルの音量および第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音量を検出する。音量比較手段は、検出された第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する。制御手段は、その比較結果に基づいて、第1のチャンネルの音声信号、その他のチャンネルの音声信号のゲインを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、複数チャンネルのうちの一部の音声信号を仮想音源処理して音響再生するようにする音響再生システムおよび当該音響再生システムにおける音響再生方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ホームシアターシステムと呼ばれる映像音響再生システムが普及しつつある。この映像音響再生システムにおいては、例えばDVD(Digital Versatile Disc)からの映像再生は、比較的大画面のディスプレイに表示して行なうと共に、音響再生は、マルチチャンネルサラウンド音声方式、最近は、5.1チャンネル方式を採用して、迫力のある映像および音響再生ができるようにしている。
【0003】
5.1チャンネル方式の音響再生システムでは、リスナの前方(以下フロントという)、リスナの正面(以下センタという)、リスナの後方(以下リアという)、低域専用と、4種類のスピーカが必要で、低域専用のスピーカであるサブウーハは、本来、100Hz以下の帯域をモノラルで受け持っている。その他のスピーカは、100Hzから20kHzを受け持つ。
【0004】
従来、5.1チャンネル方式の音響再生システムにおけるスピーカ配置は、図13に示すようなものとされている。すなわち、図13に示すように、リスナ4の前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカ10FLが、右側にフロント右チャンネル用スピーカ10FRが、また、正面にセンタチャンネル用スピーカ10Cが、それぞれ配置される。
【0005】
また、リスナ4の後方の、左側にリア左チャンネル用スピーカ10RLが、右側にリア右チャンネル用スピーカ10RRが、それぞれ配置される。さらに、適宜の位置に、LFE(Low Frequency Effect)チャンネル用(低域専用)のサブウーハスピーカ10SWが配置される。
【0006】
これらの6個のスピーカ10FL,10FR,10C,10RL,10RR,10SWは、それぞれスピーカボックス(箱)に取り付けられて、それぞれの位置に配置される。通常、前後の6個のスピーカは、リスナ4との距離dsが、例えば2メートル程度とされて配置されることが多い。
【0007】
従来の音響再生システムでは、例えば15リットル程度のスピーカボックスが利用されていたフロント左右チャンネル用のスピーカは、1リットル前後の小さなボックスに変わり、サテライトスピーカとも呼ばれている。当然低域は出ないので、それを補助するためにサブウーハと呼ばれる低域専用のスピーカが1個追加されている。このように、サブウーハ以外のスピーカを小型のボックスとした場合には、サブウーハ10SWに供給する音声信号のクロスオーバ周波数は、150Hzと、前記の100Hzよりも若干高めになっていることも多いが、かなり低い周波数であることには変わりはない。
【0008】
このような配置のスピーカシステムで、DVDからの5.1チャンネルの音声信号を再生すると、当然のことであるが充分な低音が再生される。しかも、低域専用に再生側も特別にチャンネルを設けているので、映画などのソースでは従来にないほどの重低音が部屋中に響きわたり、迫力のある臨場感を得ることができる。
【0009】
しかしながら、家が小さな日本の家屋では、マルチチャンネルサラウンド音声を音響再生するための上述したような6個のスピーカを配置するスペースを確保することができないと共に、6個のスピーカとアンプが必要であってコスト高となるという問題がある。
【0010】
また、外部への音漏れによる騒音の問題がある。すなわち、通常の5.1チャンネルのスピーカ構成では、DVDの映像音響鑑賞において、迫力ある音を再生するためには、90dB程度以上の音量を必要とする。したがって、リスナがマルチチャンネルサラウンドの効果を良好に得ようとした場合には、外部への騒音の問題を考慮する必要が生じる。
【0011】
以上の問題を解決する手法の一つとして、例えば特許文献1(特開平9−327099号公報)および特許文献2(特開平10−224900号公報)に記載されているような仮想音源処理(仮想音像定位処理)がある。
【0012】
これは、実際に配置されている2個のスピーカに供給する音声信号として、仮想音像定位させる位置にスピーカを配置したときの伝達関数を畳み込んだ音声信号を生成するようにするものである。
【0013】
この仮想音源処理を用いることにより、2個のスピーカのみにより、前記の5.1チャンネルのマルチチャンネルサラウンド音声を再生することができ、省スペースであって、コスト削減することができると期待できる。
【0014】
上記の特許文献および非特許文献は、次の通りである。
【特許文献1】特開平9−327099号公報
【特許文献2】特開平10−224900号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
上述した仮想音源処理を用いてマルチチャンネルサラウンド音声を実現できる音響再生システムを、出願人は、先に、特願2006−24302(平成18年2月1日出願)として提供した。
【0016】
この先に提案した発明においては、2個のスピーカは、リスナの耳の近傍に保持されるように構成されているので、スピーカを大音量で鳴らさなくても、リスナには大音量に聴こえるようにすることができる。このため、隣家に伝播される音声は軽減される。
【0017】
さらに、先に提案した発明においては、この2個のスピーカにより、例えばマルチチャンネルサラウンド音声のフロントチャンネルの音声やリアチャンネルの音声が、仮想音源処理されて供給されて、それらのフロントチャンネルやリアチャンネルの音声が、音響再生される。このため、フロントチャンネル用スピーカやリアチャンネル用スピーカを設ける必要が無くなるという効果を奏する。
【0018】
しかしながら、特に、リスナの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネル、つまり5,1チャンネルマルチサラウンド方式ではセンタチャンネル、について、仮想音源処理された音声信号によって音響再生された音像(仮想音像)の定位感が、実際に、当該チャンネル用として、そのチャンネルの音像定位位置に配置される実スピーカ(仮想音源処理された音声信号を再生するスピーカに対応する語として、実スピーカという語を使用することとする)を配置して、当該チャンネルの音声信号を、その実スピーカに供給して音響再生した場合に比べて悪化する問題がある。
【0019】
つまり、センタチャンネルなど、リスナの正中面を含む面内を、音像定位位置とするチャンネルの音は、仮想音源処理による仮想音像としては、定位感が悪化するのである。
【0020】
なお、この場合に、実スピーカは、例えばセンタチャンネルの場合に、当該センタチャンネルの音像の定位位置に載置されるセンタチャンネル用スピーカのみではなく、フロント左右2チャンネル用の実スピーカに、センタチャンネルの音声信号を等量加算して供給することにより、センタチャンネルの音像定位を得るようにする場合におけるフロント左右2チャンネル用の2個のスピーカを含むものとする。
【0021】
この発明は、以上の点にかんがみ、上述の仮想音源処理におけるセンタチャンネルなどのリスナの正中面を含む面内を音像定位位置とするチャンネルの音像定位感の悪化の問題点を解決した音響再生システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0022】
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、
リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号を再生する音響再生システムにおいて、
前記第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む面内の位置となるように配置される第1のスピーカと、
所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカと、
前記複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第2のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
前記第1のチャンネルの音声信号から、前記第1のチャンネルの音量を検出するとともに、前記第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号から、それらのチャンネルの音量を検出する音量検出手段と、
前記音量検出手段で検出された前記第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する音量比較手段と、
前記音量比較手段の比較結果に基づいて、前記第1のチャンネルの音声信号と、前記その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御手段と、
を備える音響再生システムを提供する。
【0023】
上述の構成の請求項1の発明による音響再生システムにおいては、複数チャンネルのうち、リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネル、例えばセンタチャンネル用には、第1のスピーカとして実スピーカが配置される。また、仮想音源処理された複数のチャンネルの音声信号が供給される2個の第2のスピーカを設ける。
【0024】
そして、音量検出手段で、第1のチャンネルの音量を検出するとともに、この第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号の音量を検出し、音量比較手段で、音量検出手段で検出された第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する。
【0025】
そして、制御手段は、音量比較手段の比較結果に基づいて、第1のチャンネルの音声信号と、その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する。
【0026】
この制御手段による複数チャンネルの音声信号のゲイン制御により、仮想音源処理を用いて複数チャンネルを音響再生する場合においても、音像定位感が得にくいセンタチャンネルなどの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネルの音声の音像定位感を改善することができる。
【発明の効果】
【0027】
この発明によれば、仮想音源処理を用いて複数チャンネルを音響再生する場合においても、音像定位感が得にくいセンタチャンネルなどの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネルの音声の音像定位感を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、この発明による音響再生システムの実施形態を、前述した5.1チャンネル方式のマルチチャンネルサラウンド音声を音響再生する場合を例に、図を参照しながら説明する。
【0029】
以下に説明する実施形態は、DVDプレーヤで再生された映像信号および音声信号を用いて、映像監視および5.1チャンネルのサラウンド音声聴取を行う場合の例である。そして、この実施形態では、映像監視用としては、テレビ受像機の画面を用いるようにすると共に、このテレビ受像機が備える2個のスピーカと、リスナの両耳の近傍に設けた2個のスピーカとを用いて、5.1チャンネルのマルチサラウンド音響再生を実現するようにする。
【0030】
図1は、この実施形態による音響再生システムの概要を示す図である。
【0031】
図1に示すように、この実施形態の音響再生システムは、フロント左右2チャンネル用の2個のスピーカ11FLおよび11FRを具備するテレビ受像機1と、DVDプレーヤ2と、音声信号出力装置部3と、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる2個のスピーカ11SW1および11SW2とを備えて構成されている。
【0032】
この実施形態では、基本的には、5.1チャンネルサラウンド方式の、LFE(Low Frequency Effect)チャンネルを除く、すべてのチャンネル音声を、仮想音源処理して、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる2個のスピーカ11SW1および11SW2により、音響再生するようにする。
【0033】
しかし、前述の課題の欄でも述べたように、特にリスナ4の正中面を含む面内の位置に再生音像が定位すべきチャンネル音声、この場合にはセンタチャンネル音声を、仮想音像として定位させることが困難であるので、この実施形態では、センタチャンネル音声は、仮想音像として定位させるようにするだけでなく、実スピーカを用いても音響再生するようにする。
【0034】
この場合に、この例では、センタチャンネル専用の実スピーカを設けるのではなく、テレビ受像機1が備えているフロント左右2チャンネル用(2チャンネルステレオ用)の2個のスピーカを用い、それらに、センタチャンネル音声信号を、1:1の割合で加算して、実スピーカによるセンタチャンネル音声の音像定位を実現するようにしている。
【0035】
このようにするのは、一般に、ディスプレイはリスナ4のセンタに配置されるとともに、ディスプレイの両側にフロント左右2チャンネル用の実スピーカは配置するが、センタ用の実スピーカが、ディスプレイと同じセンタ位置に配置されることが少ないからである。
【0036】
そして、この実施形態では、5.1チャンネルサラウンド音声のうちのフロント左右2チャンネルの音声も、仮想音源処理してリスナ4の耳の近傍の2個のスピーカ11SW1および11SW2により音響再生するとともに、テレビ受像機1の2個のスピーカ11FLおよび11FRを実スピーカとして用いるようにする。
【0037】
なお、このテレビ受像機1の2個のスピーカ11FLおよび11FRは、テレビ受像機1の筐体に内蔵されていてもよいし、また、テレビ受像機1とは分離独立して設けられていても良い。
【0038】
また、この実施形態では、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる2個のスピーカ11SW1および11SW2には、5.1チャンネルサラウンド音声のうちの低域音声再生用チャンネルも供給される。このため、スピーカ11SW1,11SW2は、LFEチャンネルも十分に再生することができるようなスピーカが好適である。
【0039】
テレビ受像機1は、例えばテレビ放送信号を受信することができる機能を備え、受信したテレビ放送信号から、テレビ放送番組の映像信号および音声信号を再生し、テレビ受像機1の表示画面1Dに、テレビ放送番組の再生映像を表示すると共に、スピーカ11FLおよび11FRによりテレビ放送番組の再生音声を音響再生する。
【0040】
DVDプレーヤ2は、DVDに記録されている映像信号および音声信号を再生して出力する。この例では、DVDプレーヤ2で再生された映像信号Viは、テレビ受像機1に供給されて、表示画面1Dに、前記再生映像信号Viによる再生映像が表示される。また、DVDプレーヤ2で再生された音声信号Auは、この例では、音声信号出力装置部3に供給される。
【0041】
音声信号出力装置部3は、この実施形態では、5.1チャンネルのマルチチャンネルサラウンド音声方式に対応するデコード機能を備え、テレビ受像機1で受信したデジタル放送番組の音声を5.1チャンネルサラウンド音声で再生する際には、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる第1および第2のスピーカ11SW1および11SW2に供給する音声信号を生成して、それぞれ対応する各スピーカに供給するようにする。
【0042】
また、音声信号出力装置部3は、DVDプレーヤ2で再生した映像および音声の再生時には、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる第1および第2のスピーカ11SW1および11SW2に供給する音声信号のみではなく、テレビ受像機1の左右2チャンネル用の2個のスピーカ11FLおよび11FRに供給する音声信号を生成し、それぞれ対応する各スピーカに供給するようにする。
【0043】
この実施形態では、音声信号出力装置部3は、テレビ受像機1の左右2チャンネル用の2個のスピーカ11FLおよび11FRに対しては、フロント左チャンネルの音声信号Lとセンタチャンネルの音声信号Cとの和信号(L+C)およびフロント右チャンネルの音声信号Rとセンタチャンネルの音声信号Cとの和信号(R+C)を供給する。
【0044】
また、音声信号出力装置部3は、リスナ4の両耳の近傍の2個のスピーカ11SW1および11SW2に対しては、後述するように、いわゆる仮想音源処理された音声信号を供給する。
【0045】
[実施形態のスピーカ配置例]
次に、図2に、以上説明したこの実施形態における音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明する。
【0046】
図2において、実線で示すように、この実施形態においては、実スピーカとしては、リスナ4の前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカ11FLが、右側にフロント右チャンネル用スピーカ11FRが、それぞれ配置されると共に、仮想音像定位用として、リスナ4の左右の耳の近傍において、2個のスピーカ11SW1および11SW2が、その振動板がそれぞれの耳に対向するように、リスナ4の頭部を挟んで配置される。
【0047】
前述したように、リスナ4の前方のスピーカ11FL,11FRは、この例では、テレビ受像機1に内蔵されているので、例えば小型のスピーカボックス12FL,12FRの前面側(例えばテレビ受像機の前面パネル)をバッフル板として、それぞれ用のスピーカユニットが取り付けられたもので構成されている。これらのスピーカ11FL,11FRは、どのチャンネルかを区別する必要がないときには、以下、フロントスピーカと称する。
【0048】
センタスピーカ11Cは、この例では、実際的には実スピーカとしては設けられないが、前述したように、フロント左右2チャンネルスピーカ11FL,11FRに、センタチャンネルの音声信号が1:1の割合で加算されることで、センタチャンネルの音像は、実スピーカが図2で、一点差線で示すスピーカ11Cに配置されているときと同様に定位するようにされている。そこで、この明細書では、スピーカ11Cも実スピーカと呼ぶことにしている。
【0049】
また、リスナ4の左右の耳の近傍において、リスナ4の頭部を挟んで配置される2個のスピーカ11SW1および11SW2は、そのスピーカユニットの振動板の前後から放射される音が混合可能となるように、当該スピーカユニットはスピーカボックスには収納されてはおらず、かつ、バッフル板に取り付けられてもいない。
【0050】
そして、この実施形態では、前述したように、リスナ4の両耳の近傍の2個のスピーカ11SW1および11SW2には、LFEチャンネルの低域音声信号が共通に供給され、これらスピーカ11SW1および11SW2から同相でLFEチャンネルの低域音が放音されるようにされている。したがって、この実施形態では、スピーカ11SW1および11SW2は、サブウーハとなる。
【0051】
また、この実施形態では、LEFチャンネル以外の5.1チャンネルの他のすべてのチャンネルの音声信号を仮想音源処理して、スピーカ11SW1および11SW2に供給するようにする。
【0052】
このように構成される結果、LFEチャンネルの低域音は、リスナ4の両耳の近傍で放音されるため、リスナ4には大音量で聴取されるが、リスナ4から離れた位置では、スピーカ11SW1,11SW2のスピーカユニットの振動板の前と後から出てくる音が、互いに180度位相が異なり、互いに打ち消し合うため、殆ど聴取されないようになる。これにより、従来のように低域の音が隣家にまで伝播して、迷惑をかけてしまうという事態を防止することができる。
【0053】
低域の音の減衰を確かめるために、無響室において、図3に示すように、サブウーハ用とされる例えば17センチメートルの口径のスピーカユニット11SWからの音を、スピーカユニット11SWから距離dだけ離れた位置のマイクロホン14で収音して、その音圧レベルの周波数特性を測定したところ、図4に示すようなものとなった。この場合、スピーカユニット11SWは、ボックスに収納したりバッフル板に取り付けたりされてはいない。
【0054】
図4における4個の周波数特性曲線は、同図に示すように、前記スピーカユニット11SWとマイクロホン14との距離dが、それぞれd=10センチメートル、d=20センチメートル、d=40センチメートル、d=80センチメートルの時のものである。
【0055】
この図4から、スピーカユニットをボックスに入れない構成にすると、1kHz以下の音はかなり減衰することが分かり、特に低域の音になるほどその減衰量が大きいことが確かめられた。
【0056】
そして、この実施形態の場合、2個のスピーカ11SW1,SW2と、リスナ4の左耳、右耳との間のそれぞれの距離dswは、低域の音がリスナ4の耳にそれほど減衰されること無く伝達される距離、この例では、dsw=20センチメートル程度とされる。
【0057】
例えば、スピーカユニット11SWとリスナ4の耳までの距離を2メートルとした一般的なものに対して、この実施形態では、スピーカ11SW1,11SW2とリスナ4の両耳のそれぞれとの距離は、20センチメートルとした場合、この実施形態の場合には、従来のものと比較して距離が1/10になる。
【0058】
このために、この実施形態において、リスナ4が同じ音圧を感じるために必要なエネルギーは、上述の一般的なものの場合の1/100でよいことになる。つまり、上述の一般的な例で仮に100W(ワット)のアンプを必要としていた場合には、この実施形態の場合には、1Wのアンプでも同じ音圧を感じることになる。
【0059】
この実施形態では、スピーカに供給する音声信号出力の違いによるだけでも音の拡散が小さい上に、低い音、例えば20Hz,30Hz,40Hz当たりになると、位相の点でキャンセルし、サブウーハのスピーカユニットのごく近傍以外ではほとんど音は聴こえなくなる。その一方で、DVDソフトに含まれる迫力ある音響効果は、この低音の帯域に大きなエネルギーを収録することで得るようにしてあるため、防音の効果はより大きくなる。
【0060】
以上の構成により、低域音のみに注目して、当該低域音のみを減衰させることを考えた場合には、十分に効果が得られる。なお、同様にして、スピーカ11SW1および11SW2から、低域音以外の音を音響再生して放音する場合にも、上述と同様の防音効果を得ることができることは言うまでもない。
【0061】
そこで、この実施形態では、LEFチャンネル以外の5.1チャンネルの他のすべてのチャンネルの音声信号を仮想音源処理して、スピーカ11SW1および11SW2に供給するようにする。
【0062】
すなわち、5.1チャンネルサラウンド音声の場合、図2にも示すように、LFEチャンネルのほかに、フロント左右2チャンネル、センタチャンネルおよびリア左右2チャンネルの5チャンネルの音声がある。
【0063】
一般的には、スピーカボックスの前面側をバッフル板として、スピーカユニットが取り付けられたスピーカ11FL´、11FR´、11C´およびスピーカ11RL,11RRが、図2で、点線で示すように、リスナ4の前方(フロント)側および後方(リア)側に配置される。
【0064】
この実施形態では、これらの各チャンネルの音声は、後述するように、仮想音源処理した音声信号とし、リスナ4の左右の耳に対向して配置されているスピーカ11SW1、11SW2に供給して音響再生する。
【0065】
この場合、リスナ4の前方側のフロント左右2チャンネルおよびセンタチャンネルは、実スピーカによって音響再生させるものと、仮想音源処理された音声信号によりリスナ4の両耳の近傍に配置したスピーカ11SW1,11SW2によって音響再生させるものとが、2重に存在することになる。
【0066】
この実施形態では、このように構成すると共に、後述するように、実スピーカに供給する音声信号と、仮想音源処理されてスピーカ11SW1,11SW2に供給される音声信号とについて、センタチャンネルの音声信号が持つ音量に応じて、ゲイン制御することにより、特に、センタチャンネルの音像定位を、図2の実スピーカ11Cの位置にすることができるようにして、音像定位感を改善するようにしている。
【0067】
上述したように、スピーカ11SW1および11SW2は、リスナ4の耳までの距離が小さいので、LFEチャンネルに限らず、他のチャンネルの音声信号についても、その音域での放射エネルギーを小さくして、防音に寄与させることができる。
【0068】
また、上述もしたように、スピーカ11SW1,11SW2の音圧は、当該スピーカ11SW1,11SW2とリスナ4の耳との間の距離dswが、一般的な例の2メートルに比べ20センチメートルになることで20dB下げることができるので、リア左右2チャンネル音声信号RL,RRについても同様とすることができて、省エネルギーを実現することができる。
【0069】
以上のことを考慮した、スピーカ配置の例としては、例えばマッサージチェアのような構造の椅子に、それぞれスピーカを設置する方法が考えられる。
【0070】
図5は、その場合の一例であり、前述したリスナ4の両耳の近傍に配置されるべき2個のスピーカ11SW1,11SW2が、椅子に装着された構造とされたものを示す図である。
【0071】
すなわち、この例においては、例えば、椅子20は、飛行機のビジネスクラスのシートのような構造で、椅子20の背もたれ部21の頂部21aに、スピーカ保持具22が取り付けられ、このスピーカ保持具22に、スピーカ11SW1,11SW2が取り付けられて保持される。
【0072】
図6(A),(B)は、スピーカ保持具22の一例を示す図である。このスピーカ保持具22は、例えばアルミニュームなどの金属からなるパイプ221により構成されている。図6(B)に示すように、パイプ221は扁平のリング状に構成され、そのリングにより形成される空間に、スピーカ11SW1,11SW2と、さらに補助用のスピーカ11SW3,11SW4とが固定保持される構造となっている。
【0073】
補助用のスピーカ11SW3,11SW4は、リスナ4の耳の横に配置されているスピーカ11SW1,11SW2のみでは、聴感状、低域の音がパワー不足と感じられる場合があるので、当該パワー不足を補充するためのもので、これら補助用のスピーカ11SW3,11SW4は必須のものではない。
【0074】
なお、これらの補助用のスピーカ11SW3,11SW4には、この実施形態では、低域音声信号(LFE信号)のみを供給するようにしても良いし、これらの補助用スピーカ11SW3,11SW4にも、スピーカ11SW1,11SW2と同様にして、仮想音源処理した音声信号を供給するようにしてもよい。
【0075】
パイプ221は、扁平なリング状形状に構成されており、かつ、そのリング状部分が、図6(A)に示すように、リスナ4の顔の正面方向を除く頭部の横(左右の耳と対向する側)と頭部の後部とを囲むように、ほぼコ字状に構成されている。
【0076】
そして、このリング状パイプ221には、椅子20の背もたれ部21に取り付けるための取り付け脚部222a、222bが連結して設けられており、この取り付け脚部222a、222bにより、椅子20の背もたれ部21に、例えば取り外し可能に取り付けられることができるようにされている。すなわち、例えば椅子20の背もたれ部21の頂部21aには、取り付け脚部222a、222bが挿入嵌合する長孔(図示は省略)が設けられており、取り付け脚部222a、222bが、当該背もたれ部21の長孔に挿入嵌合されることにより、取り付け固定されるように構成されている。
【0077】
そして、このコ字状のリング状パイプ221の、リスナ4が椅子に座ったときに、リスナ4の左右の耳と対向する位置に、それぞれスピーカ11SW1および11SW2が、パイプ221に固定されて保持される。また、リスナ4の頭部の後方となるリング状パイプ位置に、補助用のスピーカ11SW3,11SW4が、パイプ221に固定されて保持される。
【0078】
この例の場合、リスナ4が椅子20に座ったとき、スピーカ11SW1〜SW4と、リスナ4の頭部(特に耳)との距離は、例えば20センチメートル程度となるように、構成されている。
【0079】
そして、各スピーカ11SW1〜11SW4に供給されるチャンネルの音声信号は、この例では、音声信号出力装置部3から、それぞれ信号線(スピーカケーブル)を通じて供給されるように構成されている。
【0080】
以上のようにして、図5に示した椅子20にマルチチャンネル用スピーカを取り付けた、この実施形態の音響再生システムによれば、椅子20に座ったリスナ4は、チャンネル数よりも少数のスピーカを用いて、大音量で、臨場感のあるマルチチャンネル音声を楽しむことができると共に、周囲への音の漏れを大幅に減少させることができる。
【0081】
特に、この実施形態では、サブウーハ用のスピーカ11SW1および11SW2をボックスに収納せずにリスナ4の耳の近傍に配置するようにしたことにより、重低音が隣接した部屋に漏れるのを大幅に減衰させることができる。また、前述したように、サブウーハ用のチャンネル以外のリア左右チャンネルの音声も、このスピーカ11SW1および11SW2により仮想音源処理して放音するようにしたので、その音声信号レベルを低くすることができるようにしたことにより、低音のみでなく、周囲への音の漏れのレベルをさらに低くすることができる。このため、例えば深夜のDVD鑑賞でも他者を気にせずに、十分な音量で楽しむことができる。
【0082】
また、スピーカ11SW1および11SW2は、リスナの耳の近傍に配置したので、音声信号出力パワーは極端な場合、従来の場合の1/100程度にすることができ、省エネルギー化ができ、また、ハードウエア(出力アンプ)のコストを大幅に引き下げることができる。さらに、音声出力パワーは、小さなパワーで済むことで、スピーカは大きなストロークを必要としない薄く、軽い、安価なスピーカを用いることができるという利点もある。また、音声出力パワーが小さくなることにより、発熱が減り、電源などの装置の小型化も出来るため、電池駆動も可能で、椅子等のデザインの中に埋め込むことが出来る。
【0083】
したがって、トータルで音響再生システムの省エネルギー化が実現でき、かつ、鑑賞する人の満足度を落とさず、周りへの騒音も減らす音響再生システムを提供できるメリットがある。
【0084】
通常の防音窓においても、5kHzで45dB減衰できる性能があっても、1kHzでは36dB、100Hzでは20dBまで落ちてくる。まして、50Hz以下では、さらに減衰量は少なくなるため、この実施形態によるサブウーハの防音効果は著しく、部屋の防音工事までして、映像音響再生を楽しむことを考えると、その節約できる費用効果は非常に大きなものがある。
【0085】
なお、音声信号出力装置部3は、椅子20の座面の下などの所定の位置に設けるようにすることができる。その場合に、音声信号出力装置部3は、マルチチャンネル音声信号の供給源、DVDプレーヤ2からの音声信号Auを、信号ケーブルを通じて受け取るように構成することもできるが、それでは、DVDプレーヤ2と椅子との間を信号ケーブルで接続しておく必要がある。そこで、DVDプレーヤ2に、電波や光を用いて、無線でマルチチャンネルの音声信号を送出する手段を設けると共に、音声信号出力装置部3に、当該無線送信されてくるマルチチャンネルの音声信号を受信する受信部を設けることで、DVDプレーヤ2と、椅子20との間の信号ケーブルを不要とすることができる。
【0086】
このように、DVDプレーヤ2などのマルチチャンネル音声信号の供給源からの音声信号出力を、電波や光で伝送するようにした場合には、DVDプレーヤ2などと音響再生システムとの間はコードレスとなり、例えば音響再生システムを装備した椅子20は、自由に移動ができるという利点がある。
【0087】
[実施形態における音声信号出力装置部3の構成例]
図7は、この実施形態における音声信号出力装置部3の構成例を示すブロック図である。この実施形態における音声信号出力装置部3は、音声信号処理部300と、マイクロコンピュータからなる制御部100とを備える。
【0088】
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101に対して、システムバス102を通じて、ソフトウエアプログラムなどが格納されているROM(Read Only Memory)103、ワークエリア用のRAM(Random Access Memory)104、複数個の入出力ポート105〜107、ユーザ操作インターフェース部108、頭部フロント伝達関数記憶部109、頭部リア伝達関数記憶部110、音量検出部111、音量比較部112、ゲイン制御信号生成部113などが接続されて構成されている。なお、ユーザ操作インターフェース部108は、音声信号出力装置部3に対して直接的に設けられるキー操作部などの他、リモートコマンダとリモコン受信部とで構成されるものを含むものである。
【0089】
前述したように、この実施形態では、音声信号出力装置部3においては、DVDプレーヤ2から受信した音声信号Auが、5.1チャンネルデコード部301に供給される。5.1チャンネルデコード部301では、音声信号Auを受けて、チャンネルデコード処理をして、フロント左右チャンネルの音声信号L,Rと、センタチャンネルの音声信号Cと、リア左右チャンネルの音声信号RL,RRと、低域音声信号LFEとを出力する。
【0090】
5.1チャンネルデコード部301からのフロント左チャンネルの音声信号Lは、ゲイン調整アンプ311を通じて加算部303に供給され、また、5.1チャンネルデコード部301からのフロント右チャンネルの音声信号Rは、ゲイン調整アンプ313を通じて加算部303に供給される。そして、5.1チャンネルデコード部301からのセンタチャンネルの音声信号Cは、ゲイン調整アンプ312を通じて加算部303および304に等量供給される。
【0091】
そして、加算部303では、ゲイン調整アンプ311からのフロント左チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ312からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(L+C)が、アンプ305を通じて音声出力端子307に導出される。この出力端子307に得られる音声信号は、テレビ受像機1の一方のスピーカ11FLに供給される。
【0092】
また、加算部304では、ゲイン調整アンプ313からのフロント右チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ312からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(R+C)が、アンプ306を通じて音声出力端子308に導出される。この出力端子308に得られる音声信号は、テレビ受像機1の他方のスピーカ11FRに供給される。
【0093】
また、5.1チャンネルデコード部301からのフロント左チャンネルの音声信号Lは、ゲイン調整アンプ314を通じて加算部317に供給され、また、5.1チャンネルデコード部301からのフロント右チャンネルの音声信号Rは、ゲイン調整アンプ316を通じて加算部318に供給される。そして、5.1チャンネルデコード部301からのセンタチャンネルの音声信号Cは、ゲイン調整アンプ315を通じて加算部317および318に等量供給される。
【0094】
そして、加算部317では、ゲイン調整アンプ314からのフロント左チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ315からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(L+C)が、フロント伝達関数畳み込み回路319に供給される。
【0095】
また、加算部318では、ゲイン調整アンプ316からのフロント右チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ315からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(R+C)が、フロント伝達関数畳み込み回路319に供給される。
【0096】
フロント伝達関数畳み込み回路319は、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部フロント伝達関数記憶部109に用意されている頭部フロント伝達関数を、5.1チャンネルデコード部301からのフロント左右2チャンネルの音声信号LとRに対して、畳み込むようにする。
【0097】
このため、フロント伝達関数畳み込み回路319では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部フロント伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。
【0098】
また、5.1チャンネルデコード部301でデコードされて得られたリア左右2チャンネルの音声信号RL,RRは、仮想音源処理部としてのリア伝達関数畳み込み回路320に供給される。
【0099】
リア伝達関数畳み込み回路320は、フロント伝達関数畳み込み回路319と同様の構成を備えるもので、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部リア伝達関数記憶部110に用意されている頭部リア伝達関数を、5.1チャンネルデコード部301からのリア左右2チャンネルの音声信号RLとRRに対して、畳み込むようにする。
【0100】
このため、リア伝達関数畳み込み回路320では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部リア伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。
【0101】
頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数は、この例では、予め、次のようにして測定されて求められ、頭部フロント伝達関数記憶部109および頭部リア伝達関数記憶部110のそれぞれに格納される。図8および図9は、頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数の測定方法を説明するための図である。
【0102】
すなわち、図8に示すように、リスナ4の左右両耳の近傍に、左チャンネル測定用マイクロホン41および右チャンネル測定用マイクロホン42を設置する。次に、リスナ4の前方の、通常、フロント左チャンネル用スピーカおよびフロント右チャンネル用スピーカを配置するような場所(音像定位させたい場所)に、フロント左チャンネル用スピーカ14FLおよびフロント右チャンネル用スピーカ14FRを配置する。
【0103】
そして、このフロント左チャンネル用スピーカ14FLで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ14FLからの左右の耳までの伝達関数(フロント左チャンネルについての頭部フロント伝達関数)を測定する。
【0104】
同様にして、フロント右チャンネル用スピーカ14FRで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ11FRからの左右の耳までの伝達関数(フロント右チャンネルについての頭部フロント伝達関数)を測定する。
【0105】
なお、頭部フロント伝達関数は、フロントスピーカFLおよびFRを、例えば、リスナ4の前方中央から左右に30度で、2mの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。
【0106】
また、図9に示すように、リスナ4の後方の、通常、リア左チャンネル用スピーカおよびリア右チャンネル用スピーカを配置するような場所(音像定位させたい場所)に、リア左チャンネル用スピーカ14RLおよびリア右チャンネル用スピーカ14RRを配置する。
【0107】
そして、このリア左チャンネル用スピーカ11RLで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ11RLからの左右の耳までの伝達関数(リア左チャンネルについての頭部リア伝達関数)を測定する。
【0108】
同様にして、リア右チャンネル用スピーカ11RRで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ11RRからの左右の耳までの伝達関数(リア右チャンネルについての頭部リア伝達関数)を測定する。
【0109】
なお、頭部リア伝達関数は、リアスピーカRLおよびRRを、例えば、リスナ4の後方中央から左右に30度で、2mの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。
【0110】
伝達関数について更に補足する。例えば図8の左前方から左耳に来る伝達関数を伝達関数Aとする。次に耳の近傍にあるスピーカ11SW1からマイク41までの伝達関数を測定し得た伝達関数を伝達関数Bとする。そして、伝達関数Bに、ある伝達関数Xを掛けると伝達関数Aになる様な伝達関数Xを求め、近傍のスピーカ11SW1に送り込まれる信号音に、求めた伝達関数Xを畳み込めば、そのときにスピーカ11SW1から放音される音は、あたかも左前方2mから来たように感じる訳である。図9の場合の頭部リア伝達関数に関しても同様である。
【0111】
ただし、必ずしも伝達関数Xを求めればよい訳ではなく、場合により伝達関数Aだけでもよいこともある。なお、以上の説明は、伝達関数の1つを代表して記述したが、図8および図9にも示されるように、伝達関数は、実際には複数あることは言うまでもない。
【0112】
以上のようにして測定された頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数が頭部フロント伝達関数記憶部109および頭部リア伝達関数記憶部110のそれぞれに記憶され、フロント伝達関数畳み込み回路319およびリア伝達関数畳み込み回路320に、入出力ポート105を通じて供給されて、フロント伝達関数畳み込み回路319およびリア伝達関数畳み込み回路320において畳み込まれる。
【0113】
これにより、フロント伝達関数畳み込み回路319からの音声信号FL*およびFR*を、両耳近傍に配置したスピーカ11SW1および11SW2に供給して音響再生したときには、リスナ4は、あたかも、図2で点線で示した前方の左右のフロントスピーカ11FL´および11FR´から音声が放音されたように、再生音声を聴取する。
【0114】
また、リア伝達関数畳み込み回路320からの音声信号RL*およびRR*を、両耳近傍に配置したスピーカ11SW1および11SW2に供給して音響再生したときには、リスナ4は、あたかも、図2で点線で示した後方の左右のリアスピーカ11RLおよび11RRから音声が放音されたように、再生音声を聴取する。
【0115】
このときの仮想音源処理されたフロント音声信号FL*およびFR*、また、リア左右チャンネルの音声信号RL*およびRR*のレベルは、実スピーカであるスピーカ11FL´およびFR´、スピーカ11RLおよび11RRに供給する場合の信号レベルよりも、低いレベルでよい。スピーカ11SW1および11SW2は、リスナ4の耳の近傍にあるからである。
【0116】
この明細書では、上述の頭部伝達関数畳み込みにより、仮想的なスピーカ位置から音声が放音されるように聴取されることから、以上の処理を仮想音源処理と呼ぶものである。
【0117】
以上のようにして、フロント伝達関数畳み込み回路319で仮想音源処理がなされて得られた音声信号FL*およびFR*は、加算部321および322に供給される。また、リア伝達関数畳み込み回路320で仮想音源処理がなされて得られた音声信号RL*およびRR*が、加算部321および322に供給されて、フロント伝達関数畳み込み回路319からの音声信号FL*およびFR*と加算される。
【0118】
そして、加算部321の加算出力が加算部323に供給され、また、加算部322の加算出力が加算部324に供給される。
【0119】
加算部323および324には、5.1チャンネルデコード部301からの低域音声信号LFEが、遅延部325を通じて供給されて、加算部321からの加算出力および加算部322からの加算出力のそれぞれに加算される。
【0120】
遅延部325の遅延量は、実スピーカとして配置されているフロント左右2チャンネル用のスピーカ11FLおよび11FRからの再生音声がリスナ4の耳に届くまで時間と、スピーカ11SW1および11SW2からの再生音声がリスナ4の耳に届くまでの時間を調整するためのものである。
【0121】
この遅延部325の遅延量は、LFEチャンネルの音声にフロントチャンネルの音声が含まれている場合に、フロント左右チャンネルの音像定位が悪化することを防ぐためである。
【0122】
すなわち、フロント側のスピーカは、小型のスピーカが用いられることが多いので、フロント左右チャンネルの音の低域の音は、LFEチャンネルに混ぜられることが多い。そして、スピーカ11SW1および11SW2は、リスナ4の耳の近傍にあり、フロント側のスピーカよりも早く音が耳に到達する。このため、リスナ4のフロント側に設けられた実スピーカと、リスナ4の耳元のスピーカ11SW1,11SW2との両方で、音響再生したときには、フロント左右チャンネルの音像定位が悪化するおそれがある。
【0123】
これを改善するためには、フロント側の実スピーカからの音と、両耳の近傍のスピーカ11SW1および11SW2からの音の耳までの到達時間の遅延をなくすように、フロント左右2チャンネル用のスピーカ11FLおよび11FRからの再生音声がリスナ4の耳に届くまで時間と、スピーカ11SW1および11SW2からの再生音声がリスナ4の耳に届くまでの時間とが一致するように遅延部325の遅延量を調整するとよい。
【0124】
この実施形態では、さらに進んで、センタチャンネルの定位感をより安定にするために、フロントチャンネル用スピーカ11FLおよび11FRからの再生音声の方が、リスナ4の耳に早く到達するように遅延部325の遅延量を調整して、LFEチャンネルの音声信号を、より遅延させるようにする。このようにすることで、ハース(Haas)効果によって、リスナ4は、フロント音声としては、スピーカ11FLおよび11FRからの放音音声のみを聴取する状態とすることができる。
【0125】
以上のようにして加算部323および324で加算された出力音声信号は、アンプ326および327を通じて、音声出力端子328および329に導出される。
【0126】
これら音声出力端子は、リスナ4の耳の近傍に配置されているスピーカ11SW1および11SW2に接続されている。したがって、スピーカ11SW1および11SW2は、サブウーハとして、低域音声信号LFEを音響再生すると共に、仮想音源処理された5,1チャンネルの音声信号を音響再生する。
【0127】
[センタチャンネルの音像定位の改善について]
この実施形態では、センタチャンネルの音声信号については、実スピーカによる音響再生と仮想音源処理した音声信号による音響再生とを併用すると共に、ゲイン調整アンプ311〜316のそれぞれをゲイン調整することにより、センタチャンネルの音像定位感を改善するようにする。
【0128】
ゲイン調整アンプ311〜316のゲイン制御信号は、制御部100の音量検出部111、音量比較部112およびゲイン制御信号生成部113が用いられて、次のようにして生成される。
【0129】
すなわち、この実施形態では、5.1チャンネルデコード部301から出力される5.1チャンネルの音声信号のうち、LFEチャンネルの音声信号を除くチャンネルの音声信号は、音量検出部111に供給される。
【0130】
音量検出部111では、これに供給される各チャンネルの音声信号をそれぞれ全波整流して、各チャンネルの音量(音声信号レベル)を検出する。そして、音量検出部111は、検出した各チャンネルの音量をシステムバス102に出力する。
【0131】
制御部100のCPU101は、音量検出部111から取得した各チャンネルの音量の情報を、音量比較部112に転送する。
【0132】
音量比較部112は、各チャンネルの音量を比較して、フロント側のフロント左右チャンネルの音声信号レベルおよびセンタチャンネルの音声信号レベルと、リア側のリア左右2チャンネルの音声信号レベルとに注目し、それぞれ音量が均等に配分されているとか、センタチャンネルの音量だけが多いとか、フロント側とリア側の音量の比率がフロント側に多いとか、フロントの一つのチャンネルに音量が偏るとかを検出する。
【0133】
そして、特に、この実施形態では、音量比較部112は、センタチャンネルの音量と、その他のチャンネル(LFEチャンネルは除く)の音量との比較を行い、その比較検出出力をシステムバス102に送出する。つまり、この実施形態では、音量比較部112は、センタチャンネルについての、他のチャンネルに対しての相対的な音量検出出力を、前記比較検出出力として送出する。
【0134】
制御部100のCPU101は、音量比較部112からの比較検出出力をゲイン制御信号生成部113に転送する。
【0135】
ゲイン制御信号生成部113は、この実施形態では、センタチャンネルの再生音像定位位置が、所期のものとなるように、ゲイン調整アンプ311〜316のゲインを調整するようにするゲイン制御信号を生成する。
【0136】
そして、ゲイン制御信号生成部113は、生成した各ゲイン調整アンプ311〜316のそれぞれ用のゲイン制御信号を、システムバス102に送出する。制御部100のCPU101は、ゲイン制御信号のそれぞれを、入出力ポート105を通じて、各ゲイン調整アンプ311〜316のそれぞれに供給する。
【0137】
なお、上述の構成において、音量検出部111、音量比較部112およびゲイン制御信号生成部113は、ハードウエア構成とするのではなく、制御部100において、ROM103に記憶されるプログラムにしたがってCPU101が実行するソフトウエア処理により構成することもできる。
【0138】
[ゲイン制御例]
この実施形態においては、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、圧倒的に大きいときには、リスナ4の前方に設けた実スピーカに供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量を上げるように制御すると共に、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量は絞る、あるいは、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声は除去するようにする。
【0139】
すなわち、ゲイン制御信号生成部113は、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、圧倒的に大きいときには、少なくとも、ゲイン調整アンプ312のゲインを大きくし、ゲイン調整アンプ315のゲインを小さくするようにする。その他のゲイン調整アンプ311,313,314,316のゲインは、予め設定されている通常のゲインとするようにする。
【0140】
また、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較したとき、圧倒的に大きいわけではないが、相対的に最も大きい音量であるときには、リスナ4の前方に設けた実スピーカに供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量に比較して相対的に、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量は絞るようにする。
【0141】
すなわち、ゲイン制御信号生成部113は、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、相対的に最も大きい音量であるときには、ゲイン調整アンプ311、313および315のゲインを下げ、ゲイン調整アンプ312,314,316のゲインは通常のゲインとしておくようにする。
【0142】
また、音量に関係なく、センタチャンネルのみに信号があるような場合、つまり、センタ以外の他のチャンネル(LFEチャンネルは除く)の音量が非常に小さいか、ゼロの場合にも、リスナ4の前方に設けた実スピーカにて音響再生する音声信号中のセンタチャンネルの音声成分のすべての音量を割り当てるように制御すると共に、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声は除去するようにする。この場合、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声を絞るようにしても良いが、センタチャンネルの音声を除去する手法を用いるようにする方がより効果的である。
【0143】
すなわち、この場合には、ゲイン制御信号生成部113は、ゲイン調整アンプ312のゲインは通常のゲインとするか、あるいは、ゲインを上げ、ゲイン調整アンプ314のゲインはゼロあるいはゲインを絞るようにする。その他は通常のゲインとする。
【0144】
以上のことから分かるように、この実施形態では、基本的には、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して多いときには、優先的に、リスナ4の前方に設けた実スピーカに、センタチャンネルの音声の音量を、より多く割り当て、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声信号は、絞るように制御する。
【0145】
また、センタチャンネルの音量と、他のチャンネルのいずれかの音量とが、どちらが優勢であるか判別ができにくい音量比であるような場合にも、リスナ4の前方に設けた実スピーカに、センタチャンネルの音声成分のすべての音量を割り当て、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する音声信号中からはセンタチャンネルの音声信号を除去するように制御する。この場合にも、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声を絞るようにしても良いが、除去する手法を用いるようにする方がより効果的である。
【0146】
なお、センタチャンネルの音量と、他のチャンネルのいずれかの音量とが、どちらが優勢であるか判別ができにくい音量比であるような場合には、上述のように実スピーカのみによって音響再生するようにするのではなく、実スピーカによって音響再生すると共に、仮想音源処理した音声信号によっても音響再生し、かつ、リスナ4の両耳の近傍のスピーカ11SW1および11SW2に供給する音声信号を、フロント側の実スピーカから放音させる音声よりも耳への到達時間が遅れるように遅延させるようにしてもよい。
【0147】
このように遅延させると、前述したハース(Haas)効果により、センタチャンネルの音声成分は、フロント側の実スピーカにより音響再生される分のみが優勢となって、リスナ4の両耳近傍のスピーカ11SW1および11SW2から放音されるセンタチャンネルの音声成分は、音像定位には影響しなくなるので、センタチャンネルの音像定位感が良好なものとなる。
【0148】
次に、図10に、フロント左右2チャンネルと、センタチャンネルと、リア左右2チャンネルの音量関係について、音量を大(l)、中(m)、小(s)に分けて複数組を想定した場合において、センタチャンネルの音像定位感を良好にするための、フロント側の実スピーカによる再生音と、仮想音源処理した音声信号によるリスナ4の両耳近傍の2個のスピーカ11SW1,11SW2による再生音との音量バランスの例を挙げる。
【0149】
すなわち、図10(A)は、フロント左右2チャンネルと、センタチャンネルと、リア左右2チャンネルとのそれぞれがソース(源信号)として取り得る音量の関係を、大(l)、中(m)、小(s)の音量をそれぞれ取り得るとして分類した場合における組み合わせを示し、図示のように、場合No.1〜場合No.27までの27通りの場合がある。
【0150】
また、図10(B)は、場合No.1〜場合No.27のそれぞれにおいて、実スピーカによりセンタチャンネルを放音すべき推奨の音量を示しており、ブランク(白抜き)で示される場合は、実スピーカによるセンタチャンネルの音量がゼロであることを示している。なお、ゼロではなく、ゲインを絞った音量とするようにしても良いことは上述の通りである。
【0151】
また、図10(C)は、場合No.1〜場合No.27のそれぞれにおいて、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する信号の種類と、その推奨音量とを示すものである。すなわち、図10(C)で、「耳元Full」と記載されているのは、2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給される音声信号が、LFEチャンネルを除くすべてのチャンネルの音声信号が仮想音源処理されていることを示し、また、「耳元C無」と記載されているのは、2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給される音声信号が、LFEチャンネルのみでなくセンタチャンネルの音声信号Cも除去され、その他のチャンネルの音声信号が仮想音源処理されていることを示している。
【0152】
図10(A)において、センタチャンネルについて塗りを付して示す部分を含む場合No.4,No.5,No.7−8,No.13,No.14,No.16−18,No.25−27は、それぞれセンタチャンネルの音声の音量が、他のチャンネルの音量に比較して、相対的に大きい場合である。
【0153】
これらの場合No.4,No.5,No.7−8,No.13,No.14,No.16−18,No.25−27においては、図10(B)に示すように、センタチャンネルは、実スピーカにより、主として音響再生するようにするとよい。そして、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する音声信号は、「耳元C無」とするようにするとよい。
【0154】
このことを考慮して、この実施形態では、これらの場合No.4,No.5,No.7−8,No.13,No.14,No.16−18,No.25−27においては、ゲイン制御信号生成部113では、ゲイン調整アンプ312およびゲイン調整アンプ314,316に対しては、そのゲインG2,G4,G6を予め設定されている通常のゲインとするようなゲイン制御信号が生成され、ゲイン調整アンプ311、313,315に対しては、そのゲインG1,G3,G5をゼロとするようなゲイン制御信号が生成され、それらのゲイン制御信号が、それぞれ各ゲイン調整アンプ311〜316に、入出力ポート105を通じて供給される。
【0155】
以上のように、図10の例においては、仮想音像定位させにくいセンタチャンネルの音声の音量が相対的に一番大きい音量となっているときには、センタチャンネルの音声についての仮想音源処理をせずに、主としてフロント側に設置した実スピーカにより、センタチャンネルの音声については音響再生出力するようにする。これにより、センタチャンネルの再生音像定位感が向上する。
【0156】
また、この実施形態では、図10(A)において、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して特に大きくない場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24においては、図10の例では、図10(B)および図10(C)に示すように、実スピーカではセンタチャンネルの音響再生を行わず、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2に、仮想音源処理した「耳元Full」の音声信号を供給するようにすると良いとしている。
【0157】
そこで、この実施形態では、これらの場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24においては、ゲイン制御信号生成部113では、ゲイン調整アンプ311,312,313に対しては、そのゲインG1,G2,G3をゼロとするようなゲイン制御信号が生成され、ゲイン調整アンプ314、315,316に対しては、そのゲインG4,G5,G6を通常のゲインとするようなゲイン制御信号が生成され、それらのゲイン制御信号が、それぞれ各ゲイン調整アンプ311〜316に、入出力ポート105を通じて供給される。
【0158】
したがって、これらの場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24においては、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2のみにおいて、5.1チャンネルのすべての音声信号が音響再生される。この場合に、センタチャンネルの音声は、他のチャンネルと同等あるいは小さいので、仮想音像定位されたものであっても、不自然に感じられることが少ない。そして、この場合には、フロント側の実スピーカから放音される音量が少ないあるいはゼロであるので、低騒音というこの実施形態の音響再生システムの効果を維持することができる。
【0159】
なお、これらの場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24において、ゲイン調整アンプ311,312,313に対して、そのゲインG1,G2,G3をゼロとするのでなく、ゲインを通常のものとする、あるいは下げるようなゲイン制御信号を生成して、実スピーカによる音響再生と、スピーカ11SW1,11SWによる仮想音像定位の音響再生とを併用するようにしても良い。その際には、スピーカ11SW1,11SWに供給する音声信号は、前述したハース(Haas)効果を利用して、前方へのセンタチャンネルの音像定位感をはっきりさせるために、実スピーカにより音響再生されるタイミングよりも遅れたタイミングで音響再生させるように、遅延させるようにすることを併用するとよい。
【0160】
[他の実施形態および変形例]
図10の例においては、リスナ4の両耳の近傍に配置するスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理した音声信号は、センタチャンネルを含む「耳元Full」の信号と、センタチャンネルを含まない「耳元C無」の信号との2種類を用いており、センタチャンネルの音声信号を仮想音源処理の対象としたり、対象としなかったりする必要があり、処理が複雑である。
【0161】
このようなセンタチャンネルを除いたり、付加したりする処理を不要とするゲイン制御方法としては、リスナ4のフロント側に設けられる実スピーカによる音響再生と、スピーカ11SW1,11SWによる仮想音像定位の音響再生とを併用すると共に、フロント側の実スピーカに供給するチャンネルの音声信号の音量を上げるようにゲイン制御することが簡易的に可能である。
【0162】
この簡易的な手法の場合においても、スピーカ11SW1,11SWに供給する音声信号は、前述したハース(Haas)効果を利用して、前方への実スピーカでのセンタチャンネルの音像定位感をはっきりさせるために、前方の実スピーカにより音響再生されるタイミングよりも遅れたタイミングで音響再生させるように、遅延させるようにすることを併用すると、さらによい。
【0163】
また、上述の実施形態では、リスナ4のフロント(前方)側に設ける実スピーカとしては、テレビ受像機1が備えるスピーカ11FL,11FRを用いるようにしたが、テレビ受像機1とは別個に独立したスピーカを設けるようにしても良い。例えば、図11に示すように、前述した椅子20に、フロント左右チャンネル用のスピーカ51FLおよび51FRを取り付けて、用いるようにしても良い。
【0164】
図11の例は、椅子20の肘掛部23Lおよび23Rに、取り付けアーム24L,24Rを取り付け、この取り付けアーム24L,24Rに、スピーカユニットをスピーカボックスに収容したスピーカ51FLおよび51FRを取り付けるようにした場合である。
【0165】
また、上述の実施形態では、センタチャンネル用の実スピーカとしては、フロント左右2チャンネル用の2個のスピーカに、センタチャンネル音声信号を1:1の等量ずつ供給することにより設けるようにしたが、センタチャンネル用の実スピーカを設けるようにしても勿論良いことは言うまでもない。その場合には、実スピーカとしては、フロント左右2チャンネル用のスピーカは設けずに、センタチャンネル用の実スピーカのみでよい。
【0166】
また、仮想音源処理された音声信号により仮想音像定位させるようにする場合には、仮想音源処理された音声信号が供給されるスピーカは、最低、2個必要である。このため、上述した実施形態の場合には、実スピーカが2個、また、仮想音像定位用のスピーカが2個、の合計4個必要である。また、上述した変形例では、センタチャンネル用のスピーカの1個を実スピーカとして用いるので、仮想音像定位用の2個のスピーカと合わせて4個のスピーカが必要である。
【0167】
しかし、仮想音像定位用の2個のスピーカと、センタチャンネル用のフロント左右2チャンネル用のスピーカとを兼用することで、用いるスピーカは、最低、2個とすることができる。
【0168】
すなわち、仮想音像定位用の2個のスピーカは、上述の実施形態のように、リスナ4の耳の近傍に配置する必要はないので、図12に示すように、仮想音像定位用の2個のスピーカ15FLおよび15FRを、フロント左右2チャンネル用のスピーカの位置に配置する。そして、2個のスピーカ15FLおよび15FRに対する頭部伝達関数を、フロント用とリア用とで測定して、仮想音源処理した音声信号をこの2個のスピーカ15FLおよび15FRに供給するようにする。
【0169】
また、このフロント左右2チャンネル用の2個のスピーカ15FLおよび15FRを実スピーカと考えて、このフロント左右2チャンネル用の2個のスピーカ15FLおよび15FRに、センタチャンネルの音声信号を、1:1の等量の割合でそれぞれ供給するようにする。このようにすれば、上述の実施形態と同様にして、図11で一点差線で示すように、センタチャンネル用の実スピーカ15Cを実現することができる。これにより、設ける必要なスピーカは、2個とすることができる。
【0170】
なお、この場合には、リア左右2チャンネルは、図12で点線で示すように、仮想音像定位のスピーカとすることができることは言うまでもない。しかし、LFEチャンネルは、実スピーカとして用いる必要があるので、5.1チャンネルのマルチチャンネルサラウンドを実現する場合には、LFEチャンネル用の実スピーカが1個必要であるので、合計3個のスピーカ構成となる。
【0171】
また、リスナの正中面を含む面内を音像定位位置とするチャンネルとしては、上述の例では、センタチャンネルとしたが、センタチャンネルに限られるものではない。例えば、リスナの真後ろのチャンネルや、頭の真上のチャンネルなどを想定する場合には、それらのチャンネルが対象となるものである。
【図面の簡単な説明】
【0172】
【図1】この発明による音響再生システムの実施形態の概要の構成例を説明するための図である。
【図2】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図3】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図4】この発明による音響再生システムの実施形態の動作説明に用いる図である。
【図5】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図6】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図7】実施形態の音響再生システムにおける音声信号出力装置部の構成例を示すブロック図である。
【図8】図7の一部のブロックの構成を説明するための図である。
【図9】図7の一部のブロックの構成を説明するための図である。
【図10】実施形態の音響再生システムにおける各チャンネルの音声信号に対するゲイン調整を説明するために用いる図である。
【図11】実施形態の音響再生システムにおける他のスピーカ配置例を説明するための図である。
【図12】他の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図13】従来の音響再生システムにおける一般的なスピーカ配置例を説明するための図である。
【符号の説明】
【0173】
3…音声信号出力装置部、4…リスナ、11FL…前方左チャンネル用のスピーカ、11FR…前方右チャンネル用のスピーカ、11C…センターチャンネル用のスピーカ、11RL…後方左チャンネル用のスピーカ、11RL…後方右チャンネル用のスピーカ、11SW1〜11SW4…リスナの耳の近傍に配置されるスピーカ、20…スピーカ保持具、109…頭部フロント伝達関数記憶部、110…頭部リア伝達関数記憶部、111…音量検出部、112…音量比較部、113…ゲイン制御信号生成部、311〜316…ゲイン調整アンプ、319…フロント伝達関数畳み込み回路、320…リア伝達関数畳み込み回路
【技術分野】
【0001】
この発明は、複数チャンネルのうちの一部の音声信号を仮想音源処理して音響再生するようにする音響再生システムおよび当該音響再生システムにおける音響再生方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ホームシアターシステムと呼ばれる映像音響再生システムが普及しつつある。この映像音響再生システムにおいては、例えばDVD(Digital Versatile Disc)からの映像再生は、比較的大画面のディスプレイに表示して行なうと共に、音響再生は、マルチチャンネルサラウンド音声方式、最近は、5.1チャンネル方式を採用して、迫力のある映像および音響再生ができるようにしている。
【0003】
5.1チャンネル方式の音響再生システムでは、リスナの前方(以下フロントという)、リスナの正面(以下センタという)、リスナの後方(以下リアという)、低域専用と、4種類のスピーカが必要で、低域専用のスピーカであるサブウーハは、本来、100Hz以下の帯域をモノラルで受け持っている。その他のスピーカは、100Hzから20kHzを受け持つ。
【0004】
従来、5.1チャンネル方式の音響再生システムにおけるスピーカ配置は、図13に示すようなものとされている。すなわち、図13に示すように、リスナ4の前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカ10FLが、右側にフロント右チャンネル用スピーカ10FRが、また、正面にセンタチャンネル用スピーカ10Cが、それぞれ配置される。
【0005】
また、リスナ4の後方の、左側にリア左チャンネル用スピーカ10RLが、右側にリア右チャンネル用スピーカ10RRが、それぞれ配置される。さらに、適宜の位置に、LFE(Low Frequency Effect)チャンネル用(低域専用)のサブウーハスピーカ10SWが配置される。
【0006】
これらの6個のスピーカ10FL,10FR,10C,10RL,10RR,10SWは、それぞれスピーカボックス(箱)に取り付けられて、それぞれの位置に配置される。通常、前後の6個のスピーカは、リスナ4との距離dsが、例えば2メートル程度とされて配置されることが多い。
【0007】
従来の音響再生システムでは、例えば15リットル程度のスピーカボックスが利用されていたフロント左右チャンネル用のスピーカは、1リットル前後の小さなボックスに変わり、サテライトスピーカとも呼ばれている。当然低域は出ないので、それを補助するためにサブウーハと呼ばれる低域専用のスピーカが1個追加されている。このように、サブウーハ以外のスピーカを小型のボックスとした場合には、サブウーハ10SWに供給する音声信号のクロスオーバ周波数は、150Hzと、前記の100Hzよりも若干高めになっていることも多いが、かなり低い周波数であることには変わりはない。
【0008】
このような配置のスピーカシステムで、DVDからの5.1チャンネルの音声信号を再生すると、当然のことであるが充分な低音が再生される。しかも、低域専用に再生側も特別にチャンネルを設けているので、映画などのソースでは従来にないほどの重低音が部屋中に響きわたり、迫力のある臨場感を得ることができる。
【0009】
しかしながら、家が小さな日本の家屋では、マルチチャンネルサラウンド音声を音響再生するための上述したような6個のスピーカを配置するスペースを確保することができないと共に、6個のスピーカとアンプが必要であってコスト高となるという問題がある。
【0010】
また、外部への音漏れによる騒音の問題がある。すなわち、通常の5.1チャンネルのスピーカ構成では、DVDの映像音響鑑賞において、迫力ある音を再生するためには、90dB程度以上の音量を必要とする。したがって、リスナがマルチチャンネルサラウンドの効果を良好に得ようとした場合には、外部への騒音の問題を考慮する必要が生じる。
【0011】
以上の問題を解決する手法の一つとして、例えば特許文献1(特開平9−327099号公報)および特許文献2(特開平10−224900号公報)に記載されているような仮想音源処理(仮想音像定位処理)がある。
【0012】
これは、実際に配置されている2個のスピーカに供給する音声信号として、仮想音像定位させる位置にスピーカを配置したときの伝達関数を畳み込んだ音声信号を生成するようにするものである。
【0013】
この仮想音源処理を用いることにより、2個のスピーカのみにより、前記の5.1チャンネルのマルチチャンネルサラウンド音声を再生することができ、省スペースであって、コスト削減することができると期待できる。
【0014】
上記の特許文献および非特許文献は、次の通りである。
【特許文献1】特開平9−327099号公報
【特許文献2】特開平10−224900号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
上述した仮想音源処理を用いてマルチチャンネルサラウンド音声を実現できる音響再生システムを、出願人は、先に、特願2006−24302(平成18年2月1日出願)として提供した。
【0016】
この先に提案した発明においては、2個のスピーカは、リスナの耳の近傍に保持されるように構成されているので、スピーカを大音量で鳴らさなくても、リスナには大音量に聴こえるようにすることができる。このため、隣家に伝播される音声は軽減される。
【0017】
さらに、先に提案した発明においては、この2個のスピーカにより、例えばマルチチャンネルサラウンド音声のフロントチャンネルの音声やリアチャンネルの音声が、仮想音源処理されて供給されて、それらのフロントチャンネルやリアチャンネルの音声が、音響再生される。このため、フロントチャンネル用スピーカやリアチャンネル用スピーカを設ける必要が無くなるという効果を奏する。
【0018】
しかしながら、特に、リスナの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネル、つまり5,1チャンネルマルチサラウンド方式ではセンタチャンネル、について、仮想音源処理された音声信号によって音響再生された音像(仮想音像)の定位感が、実際に、当該チャンネル用として、そのチャンネルの音像定位位置に配置される実スピーカ(仮想音源処理された音声信号を再生するスピーカに対応する語として、実スピーカという語を使用することとする)を配置して、当該チャンネルの音声信号を、その実スピーカに供給して音響再生した場合に比べて悪化する問題がある。
【0019】
つまり、センタチャンネルなど、リスナの正中面を含む面内を、音像定位位置とするチャンネルの音は、仮想音源処理による仮想音像としては、定位感が悪化するのである。
【0020】
なお、この場合に、実スピーカは、例えばセンタチャンネルの場合に、当該センタチャンネルの音像の定位位置に載置されるセンタチャンネル用スピーカのみではなく、フロント左右2チャンネル用の実スピーカに、センタチャンネルの音声信号を等量加算して供給することにより、センタチャンネルの音像定位を得るようにする場合におけるフロント左右2チャンネル用の2個のスピーカを含むものとする。
【0021】
この発明は、以上の点にかんがみ、上述の仮想音源処理におけるセンタチャンネルなどのリスナの正中面を含む面内を音像定位位置とするチャンネルの音像定位感の悪化の問題点を解決した音響再生システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0022】
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、
リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号を再生する音響再生システムにおいて、
前記第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む面内の位置となるように配置される第1のスピーカと、
所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカと、
前記複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第2のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
前記第1のチャンネルの音声信号から、前記第1のチャンネルの音量を検出するとともに、前記第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号から、それらのチャンネルの音量を検出する音量検出手段と、
前記音量検出手段で検出された前記第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する音量比較手段と、
前記音量比較手段の比較結果に基づいて、前記第1のチャンネルの音声信号と、前記その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御手段と、
を備える音響再生システムを提供する。
【0023】
上述の構成の請求項1の発明による音響再生システムにおいては、複数チャンネルのうち、リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネル、例えばセンタチャンネル用には、第1のスピーカとして実スピーカが配置される。また、仮想音源処理された複数のチャンネルの音声信号が供給される2個の第2のスピーカを設ける。
【0024】
そして、音量検出手段で、第1のチャンネルの音量を検出するとともに、この第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号の音量を検出し、音量比較手段で、音量検出手段で検出された第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する。
【0025】
そして、制御手段は、音量比較手段の比較結果に基づいて、第1のチャンネルの音声信号と、その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する。
【0026】
この制御手段による複数チャンネルの音声信号のゲイン制御により、仮想音源処理を用いて複数チャンネルを音響再生する場合においても、音像定位感が得にくいセンタチャンネルなどの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネルの音声の音像定位感を改善することができる。
【発明の効果】
【0027】
この発明によれば、仮想音源処理を用いて複数チャンネルを音響再生する場合においても、音像定位感が得にくいセンタチャンネルなどの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネルの音声の音像定位感を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、この発明による音響再生システムの実施形態を、前述した5.1チャンネル方式のマルチチャンネルサラウンド音声を音響再生する場合を例に、図を参照しながら説明する。
【0029】
以下に説明する実施形態は、DVDプレーヤで再生された映像信号および音声信号を用いて、映像監視および5.1チャンネルのサラウンド音声聴取を行う場合の例である。そして、この実施形態では、映像監視用としては、テレビ受像機の画面を用いるようにすると共に、このテレビ受像機が備える2個のスピーカと、リスナの両耳の近傍に設けた2個のスピーカとを用いて、5.1チャンネルのマルチサラウンド音響再生を実現するようにする。
【0030】
図1は、この実施形態による音響再生システムの概要を示す図である。
【0031】
図1に示すように、この実施形態の音響再生システムは、フロント左右2チャンネル用の2個のスピーカ11FLおよび11FRを具備するテレビ受像機1と、DVDプレーヤ2と、音声信号出力装置部3と、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる2個のスピーカ11SW1および11SW2とを備えて構成されている。
【0032】
この実施形態では、基本的には、5.1チャンネルサラウンド方式の、LFE(Low Frequency Effect)チャンネルを除く、すべてのチャンネル音声を、仮想音源処理して、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる2個のスピーカ11SW1および11SW2により、音響再生するようにする。
【0033】
しかし、前述の課題の欄でも述べたように、特にリスナ4の正中面を含む面内の位置に再生音像が定位すべきチャンネル音声、この場合にはセンタチャンネル音声を、仮想音像として定位させることが困難であるので、この実施形態では、センタチャンネル音声は、仮想音像として定位させるようにするだけでなく、実スピーカを用いても音響再生するようにする。
【0034】
この場合に、この例では、センタチャンネル専用の実スピーカを設けるのではなく、テレビ受像機1が備えているフロント左右2チャンネル用(2チャンネルステレオ用)の2個のスピーカを用い、それらに、センタチャンネル音声信号を、1:1の割合で加算して、実スピーカによるセンタチャンネル音声の音像定位を実現するようにしている。
【0035】
このようにするのは、一般に、ディスプレイはリスナ4のセンタに配置されるとともに、ディスプレイの両側にフロント左右2チャンネル用の実スピーカは配置するが、センタ用の実スピーカが、ディスプレイと同じセンタ位置に配置されることが少ないからである。
【0036】
そして、この実施形態では、5.1チャンネルサラウンド音声のうちのフロント左右2チャンネルの音声も、仮想音源処理してリスナ4の耳の近傍の2個のスピーカ11SW1および11SW2により音響再生するとともに、テレビ受像機1の2個のスピーカ11FLおよび11FRを実スピーカとして用いるようにする。
【0037】
なお、このテレビ受像機1の2個のスピーカ11FLおよび11FRは、テレビ受像機1の筐体に内蔵されていてもよいし、また、テレビ受像機1とは分離独立して設けられていても良い。
【0038】
また、この実施形態では、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる2個のスピーカ11SW1および11SW2には、5.1チャンネルサラウンド音声のうちの低域音声再生用チャンネルも供給される。このため、スピーカ11SW1,11SW2は、LFEチャンネルも十分に再生することができるようなスピーカが好適である。
【0039】
テレビ受像機1は、例えばテレビ放送信号を受信することができる機能を備え、受信したテレビ放送信号から、テレビ放送番組の映像信号および音声信号を再生し、テレビ受像機1の表示画面1Dに、テレビ放送番組の再生映像を表示すると共に、スピーカ11FLおよび11FRによりテレビ放送番組の再生音声を音響再生する。
【0040】
DVDプレーヤ2は、DVDに記録されている映像信号および音声信号を再生して出力する。この例では、DVDプレーヤ2で再生された映像信号Viは、テレビ受像機1に供給されて、表示画面1Dに、前記再生映像信号Viによる再生映像が表示される。また、DVDプレーヤ2で再生された音声信号Auは、この例では、音声信号出力装置部3に供給される。
【0041】
音声信号出力装置部3は、この実施形態では、5.1チャンネルのマルチチャンネルサラウンド音声方式に対応するデコード機能を備え、テレビ受像機1で受信したデジタル放送番組の音声を5.1チャンネルサラウンド音声で再生する際には、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる第1および第2のスピーカ11SW1および11SW2に供給する音声信号を生成して、それぞれ対応する各スピーカに供給するようにする。
【0042】
また、音声信号出力装置部3は、DVDプレーヤ2で再生した映像および音声の再生時には、ユーザ4の両耳の近傍に設けられる第1および第2のスピーカ11SW1および11SW2に供給する音声信号のみではなく、テレビ受像機1の左右2チャンネル用の2個のスピーカ11FLおよび11FRに供給する音声信号を生成し、それぞれ対応する各スピーカに供給するようにする。
【0043】
この実施形態では、音声信号出力装置部3は、テレビ受像機1の左右2チャンネル用の2個のスピーカ11FLおよび11FRに対しては、フロント左チャンネルの音声信号Lとセンタチャンネルの音声信号Cとの和信号(L+C)およびフロント右チャンネルの音声信号Rとセンタチャンネルの音声信号Cとの和信号(R+C)を供給する。
【0044】
また、音声信号出力装置部3は、リスナ4の両耳の近傍の2個のスピーカ11SW1および11SW2に対しては、後述するように、いわゆる仮想音源処理された音声信号を供給する。
【0045】
[実施形態のスピーカ配置例]
次に、図2に、以上説明したこの実施形態における音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明する。
【0046】
図2において、実線で示すように、この実施形態においては、実スピーカとしては、リスナ4の前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカ11FLが、右側にフロント右チャンネル用スピーカ11FRが、それぞれ配置されると共に、仮想音像定位用として、リスナ4の左右の耳の近傍において、2個のスピーカ11SW1および11SW2が、その振動板がそれぞれの耳に対向するように、リスナ4の頭部を挟んで配置される。
【0047】
前述したように、リスナ4の前方のスピーカ11FL,11FRは、この例では、テレビ受像機1に内蔵されているので、例えば小型のスピーカボックス12FL,12FRの前面側(例えばテレビ受像機の前面パネル)をバッフル板として、それぞれ用のスピーカユニットが取り付けられたもので構成されている。これらのスピーカ11FL,11FRは、どのチャンネルかを区別する必要がないときには、以下、フロントスピーカと称する。
【0048】
センタスピーカ11Cは、この例では、実際的には実スピーカとしては設けられないが、前述したように、フロント左右2チャンネルスピーカ11FL,11FRに、センタチャンネルの音声信号が1:1の割合で加算されることで、センタチャンネルの音像は、実スピーカが図2で、一点差線で示すスピーカ11Cに配置されているときと同様に定位するようにされている。そこで、この明細書では、スピーカ11Cも実スピーカと呼ぶことにしている。
【0049】
また、リスナ4の左右の耳の近傍において、リスナ4の頭部を挟んで配置される2個のスピーカ11SW1および11SW2は、そのスピーカユニットの振動板の前後から放射される音が混合可能となるように、当該スピーカユニットはスピーカボックスには収納されてはおらず、かつ、バッフル板に取り付けられてもいない。
【0050】
そして、この実施形態では、前述したように、リスナ4の両耳の近傍の2個のスピーカ11SW1および11SW2には、LFEチャンネルの低域音声信号が共通に供給され、これらスピーカ11SW1および11SW2から同相でLFEチャンネルの低域音が放音されるようにされている。したがって、この実施形態では、スピーカ11SW1および11SW2は、サブウーハとなる。
【0051】
また、この実施形態では、LEFチャンネル以外の5.1チャンネルの他のすべてのチャンネルの音声信号を仮想音源処理して、スピーカ11SW1および11SW2に供給するようにする。
【0052】
このように構成される結果、LFEチャンネルの低域音は、リスナ4の両耳の近傍で放音されるため、リスナ4には大音量で聴取されるが、リスナ4から離れた位置では、スピーカ11SW1,11SW2のスピーカユニットの振動板の前と後から出てくる音が、互いに180度位相が異なり、互いに打ち消し合うため、殆ど聴取されないようになる。これにより、従来のように低域の音が隣家にまで伝播して、迷惑をかけてしまうという事態を防止することができる。
【0053】
低域の音の減衰を確かめるために、無響室において、図3に示すように、サブウーハ用とされる例えば17センチメートルの口径のスピーカユニット11SWからの音を、スピーカユニット11SWから距離dだけ離れた位置のマイクロホン14で収音して、その音圧レベルの周波数特性を測定したところ、図4に示すようなものとなった。この場合、スピーカユニット11SWは、ボックスに収納したりバッフル板に取り付けたりされてはいない。
【0054】
図4における4個の周波数特性曲線は、同図に示すように、前記スピーカユニット11SWとマイクロホン14との距離dが、それぞれd=10センチメートル、d=20センチメートル、d=40センチメートル、d=80センチメートルの時のものである。
【0055】
この図4から、スピーカユニットをボックスに入れない構成にすると、1kHz以下の音はかなり減衰することが分かり、特に低域の音になるほどその減衰量が大きいことが確かめられた。
【0056】
そして、この実施形態の場合、2個のスピーカ11SW1,SW2と、リスナ4の左耳、右耳との間のそれぞれの距離dswは、低域の音がリスナ4の耳にそれほど減衰されること無く伝達される距離、この例では、dsw=20センチメートル程度とされる。
【0057】
例えば、スピーカユニット11SWとリスナ4の耳までの距離を2メートルとした一般的なものに対して、この実施形態では、スピーカ11SW1,11SW2とリスナ4の両耳のそれぞれとの距離は、20センチメートルとした場合、この実施形態の場合には、従来のものと比較して距離が1/10になる。
【0058】
このために、この実施形態において、リスナ4が同じ音圧を感じるために必要なエネルギーは、上述の一般的なものの場合の1/100でよいことになる。つまり、上述の一般的な例で仮に100W(ワット)のアンプを必要としていた場合には、この実施形態の場合には、1Wのアンプでも同じ音圧を感じることになる。
【0059】
この実施形態では、スピーカに供給する音声信号出力の違いによるだけでも音の拡散が小さい上に、低い音、例えば20Hz,30Hz,40Hz当たりになると、位相の点でキャンセルし、サブウーハのスピーカユニットのごく近傍以外ではほとんど音は聴こえなくなる。その一方で、DVDソフトに含まれる迫力ある音響効果は、この低音の帯域に大きなエネルギーを収録することで得るようにしてあるため、防音の効果はより大きくなる。
【0060】
以上の構成により、低域音のみに注目して、当該低域音のみを減衰させることを考えた場合には、十分に効果が得られる。なお、同様にして、スピーカ11SW1および11SW2から、低域音以外の音を音響再生して放音する場合にも、上述と同様の防音効果を得ることができることは言うまでもない。
【0061】
そこで、この実施形態では、LEFチャンネル以外の5.1チャンネルの他のすべてのチャンネルの音声信号を仮想音源処理して、スピーカ11SW1および11SW2に供給するようにする。
【0062】
すなわち、5.1チャンネルサラウンド音声の場合、図2にも示すように、LFEチャンネルのほかに、フロント左右2チャンネル、センタチャンネルおよびリア左右2チャンネルの5チャンネルの音声がある。
【0063】
一般的には、スピーカボックスの前面側をバッフル板として、スピーカユニットが取り付けられたスピーカ11FL´、11FR´、11C´およびスピーカ11RL,11RRが、図2で、点線で示すように、リスナ4の前方(フロント)側および後方(リア)側に配置される。
【0064】
この実施形態では、これらの各チャンネルの音声は、後述するように、仮想音源処理した音声信号とし、リスナ4の左右の耳に対向して配置されているスピーカ11SW1、11SW2に供給して音響再生する。
【0065】
この場合、リスナ4の前方側のフロント左右2チャンネルおよびセンタチャンネルは、実スピーカによって音響再生させるものと、仮想音源処理された音声信号によりリスナ4の両耳の近傍に配置したスピーカ11SW1,11SW2によって音響再生させるものとが、2重に存在することになる。
【0066】
この実施形態では、このように構成すると共に、後述するように、実スピーカに供給する音声信号と、仮想音源処理されてスピーカ11SW1,11SW2に供給される音声信号とについて、センタチャンネルの音声信号が持つ音量に応じて、ゲイン制御することにより、特に、センタチャンネルの音像定位を、図2の実スピーカ11Cの位置にすることができるようにして、音像定位感を改善するようにしている。
【0067】
上述したように、スピーカ11SW1および11SW2は、リスナ4の耳までの距離が小さいので、LFEチャンネルに限らず、他のチャンネルの音声信号についても、その音域での放射エネルギーを小さくして、防音に寄与させることができる。
【0068】
また、上述もしたように、スピーカ11SW1,11SW2の音圧は、当該スピーカ11SW1,11SW2とリスナ4の耳との間の距離dswが、一般的な例の2メートルに比べ20センチメートルになることで20dB下げることができるので、リア左右2チャンネル音声信号RL,RRについても同様とすることができて、省エネルギーを実現することができる。
【0069】
以上のことを考慮した、スピーカ配置の例としては、例えばマッサージチェアのような構造の椅子に、それぞれスピーカを設置する方法が考えられる。
【0070】
図5は、その場合の一例であり、前述したリスナ4の両耳の近傍に配置されるべき2個のスピーカ11SW1,11SW2が、椅子に装着された構造とされたものを示す図である。
【0071】
すなわち、この例においては、例えば、椅子20は、飛行機のビジネスクラスのシートのような構造で、椅子20の背もたれ部21の頂部21aに、スピーカ保持具22が取り付けられ、このスピーカ保持具22に、スピーカ11SW1,11SW2が取り付けられて保持される。
【0072】
図6(A),(B)は、スピーカ保持具22の一例を示す図である。このスピーカ保持具22は、例えばアルミニュームなどの金属からなるパイプ221により構成されている。図6(B)に示すように、パイプ221は扁平のリング状に構成され、そのリングにより形成される空間に、スピーカ11SW1,11SW2と、さらに補助用のスピーカ11SW3,11SW4とが固定保持される構造となっている。
【0073】
補助用のスピーカ11SW3,11SW4は、リスナ4の耳の横に配置されているスピーカ11SW1,11SW2のみでは、聴感状、低域の音がパワー不足と感じられる場合があるので、当該パワー不足を補充するためのもので、これら補助用のスピーカ11SW3,11SW4は必須のものではない。
【0074】
なお、これらの補助用のスピーカ11SW3,11SW4には、この実施形態では、低域音声信号(LFE信号)のみを供給するようにしても良いし、これらの補助用スピーカ11SW3,11SW4にも、スピーカ11SW1,11SW2と同様にして、仮想音源処理した音声信号を供給するようにしてもよい。
【0075】
パイプ221は、扁平なリング状形状に構成されており、かつ、そのリング状部分が、図6(A)に示すように、リスナ4の顔の正面方向を除く頭部の横(左右の耳と対向する側)と頭部の後部とを囲むように、ほぼコ字状に構成されている。
【0076】
そして、このリング状パイプ221には、椅子20の背もたれ部21に取り付けるための取り付け脚部222a、222bが連結して設けられており、この取り付け脚部222a、222bにより、椅子20の背もたれ部21に、例えば取り外し可能に取り付けられることができるようにされている。すなわち、例えば椅子20の背もたれ部21の頂部21aには、取り付け脚部222a、222bが挿入嵌合する長孔(図示は省略)が設けられており、取り付け脚部222a、222bが、当該背もたれ部21の長孔に挿入嵌合されることにより、取り付け固定されるように構成されている。
【0077】
そして、このコ字状のリング状パイプ221の、リスナ4が椅子に座ったときに、リスナ4の左右の耳と対向する位置に、それぞれスピーカ11SW1および11SW2が、パイプ221に固定されて保持される。また、リスナ4の頭部の後方となるリング状パイプ位置に、補助用のスピーカ11SW3,11SW4が、パイプ221に固定されて保持される。
【0078】
この例の場合、リスナ4が椅子20に座ったとき、スピーカ11SW1〜SW4と、リスナ4の頭部(特に耳)との距離は、例えば20センチメートル程度となるように、構成されている。
【0079】
そして、各スピーカ11SW1〜11SW4に供給されるチャンネルの音声信号は、この例では、音声信号出力装置部3から、それぞれ信号線(スピーカケーブル)を通じて供給されるように構成されている。
【0080】
以上のようにして、図5に示した椅子20にマルチチャンネル用スピーカを取り付けた、この実施形態の音響再生システムによれば、椅子20に座ったリスナ4は、チャンネル数よりも少数のスピーカを用いて、大音量で、臨場感のあるマルチチャンネル音声を楽しむことができると共に、周囲への音の漏れを大幅に減少させることができる。
【0081】
特に、この実施形態では、サブウーハ用のスピーカ11SW1および11SW2をボックスに収納せずにリスナ4の耳の近傍に配置するようにしたことにより、重低音が隣接した部屋に漏れるのを大幅に減衰させることができる。また、前述したように、サブウーハ用のチャンネル以外のリア左右チャンネルの音声も、このスピーカ11SW1および11SW2により仮想音源処理して放音するようにしたので、その音声信号レベルを低くすることができるようにしたことにより、低音のみでなく、周囲への音の漏れのレベルをさらに低くすることができる。このため、例えば深夜のDVD鑑賞でも他者を気にせずに、十分な音量で楽しむことができる。
【0082】
また、スピーカ11SW1および11SW2は、リスナの耳の近傍に配置したので、音声信号出力パワーは極端な場合、従来の場合の1/100程度にすることができ、省エネルギー化ができ、また、ハードウエア(出力アンプ)のコストを大幅に引き下げることができる。さらに、音声出力パワーは、小さなパワーで済むことで、スピーカは大きなストロークを必要としない薄く、軽い、安価なスピーカを用いることができるという利点もある。また、音声出力パワーが小さくなることにより、発熱が減り、電源などの装置の小型化も出来るため、電池駆動も可能で、椅子等のデザインの中に埋め込むことが出来る。
【0083】
したがって、トータルで音響再生システムの省エネルギー化が実現でき、かつ、鑑賞する人の満足度を落とさず、周りへの騒音も減らす音響再生システムを提供できるメリットがある。
【0084】
通常の防音窓においても、5kHzで45dB減衰できる性能があっても、1kHzでは36dB、100Hzでは20dBまで落ちてくる。まして、50Hz以下では、さらに減衰量は少なくなるため、この実施形態によるサブウーハの防音効果は著しく、部屋の防音工事までして、映像音響再生を楽しむことを考えると、その節約できる費用効果は非常に大きなものがある。
【0085】
なお、音声信号出力装置部3は、椅子20の座面の下などの所定の位置に設けるようにすることができる。その場合に、音声信号出力装置部3は、マルチチャンネル音声信号の供給源、DVDプレーヤ2からの音声信号Auを、信号ケーブルを通じて受け取るように構成することもできるが、それでは、DVDプレーヤ2と椅子との間を信号ケーブルで接続しておく必要がある。そこで、DVDプレーヤ2に、電波や光を用いて、無線でマルチチャンネルの音声信号を送出する手段を設けると共に、音声信号出力装置部3に、当該無線送信されてくるマルチチャンネルの音声信号を受信する受信部を設けることで、DVDプレーヤ2と、椅子20との間の信号ケーブルを不要とすることができる。
【0086】
このように、DVDプレーヤ2などのマルチチャンネル音声信号の供給源からの音声信号出力を、電波や光で伝送するようにした場合には、DVDプレーヤ2などと音響再生システムとの間はコードレスとなり、例えば音響再生システムを装備した椅子20は、自由に移動ができるという利点がある。
【0087】
[実施形態における音声信号出力装置部3の構成例]
図7は、この実施形態における音声信号出力装置部3の構成例を示すブロック図である。この実施形態における音声信号出力装置部3は、音声信号処理部300と、マイクロコンピュータからなる制御部100とを備える。
【0088】
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101に対して、システムバス102を通じて、ソフトウエアプログラムなどが格納されているROM(Read Only Memory)103、ワークエリア用のRAM(Random Access Memory)104、複数個の入出力ポート105〜107、ユーザ操作インターフェース部108、頭部フロント伝達関数記憶部109、頭部リア伝達関数記憶部110、音量検出部111、音量比較部112、ゲイン制御信号生成部113などが接続されて構成されている。なお、ユーザ操作インターフェース部108は、音声信号出力装置部3に対して直接的に設けられるキー操作部などの他、リモートコマンダとリモコン受信部とで構成されるものを含むものである。
【0089】
前述したように、この実施形態では、音声信号出力装置部3においては、DVDプレーヤ2から受信した音声信号Auが、5.1チャンネルデコード部301に供給される。5.1チャンネルデコード部301では、音声信号Auを受けて、チャンネルデコード処理をして、フロント左右チャンネルの音声信号L,Rと、センタチャンネルの音声信号Cと、リア左右チャンネルの音声信号RL,RRと、低域音声信号LFEとを出力する。
【0090】
5.1チャンネルデコード部301からのフロント左チャンネルの音声信号Lは、ゲイン調整アンプ311を通じて加算部303に供給され、また、5.1チャンネルデコード部301からのフロント右チャンネルの音声信号Rは、ゲイン調整アンプ313を通じて加算部303に供給される。そして、5.1チャンネルデコード部301からのセンタチャンネルの音声信号Cは、ゲイン調整アンプ312を通じて加算部303および304に等量供給される。
【0091】
そして、加算部303では、ゲイン調整アンプ311からのフロント左チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ312からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(L+C)が、アンプ305を通じて音声出力端子307に導出される。この出力端子307に得られる音声信号は、テレビ受像機1の一方のスピーカ11FLに供給される。
【0092】
また、加算部304では、ゲイン調整アンプ313からのフロント右チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ312からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(R+C)が、アンプ306を通じて音声出力端子308に導出される。この出力端子308に得られる音声信号は、テレビ受像機1の他方のスピーカ11FRに供給される。
【0093】
また、5.1チャンネルデコード部301からのフロント左チャンネルの音声信号Lは、ゲイン調整アンプ314を通じて加算部317に供給され、また、5.1チャンネルデコード部301からのフロント右チャンネルの音声信号Rは、ゲイン調整アンプ316を通じて加算部318に供給される。そして、5.1チャンネルデコード部301からのセンタチャンネルの音声信号Cは、ゲイン調整アンプ315を通じて加算部317および318に等量供給される。
【0094】
そして、加算部317では、ゲイン調整アンプ314からのフロント左チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ315からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(L+C)が、フロント伝達関数畳み込み回路319に供給される。
【0095】
また、加算部318では、ゲイン調整アンプ316からのフロント右チャンネルの音声信号Lと、ゲイン調整アンプ315からのセンタチャンネルの音声信号Cとが加算され、その加算出力音声信号(R+C)が、フロント伝達関数畳み込み回路319に供給される。
【0096】
フロント伝達関数畳み込み回路319は、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部フロント伝達関数記憶部109に用意されている頭部フロント伝達関数を、5.1チャンネルデコード部301からのフロント左右2チャンネルの音声信号LとRに対して、畳み込むようにする。
【0097】
このため、フロント伝達関数畳み込み回路319では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部フロント伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。
【0098】
また、5.1チャンネルデコード部301でデコードされて得られたリア左右2チャンネルの音声信号RL,RRは、仮想音源処理部としてのリア伝達関数畳み込み回路320に供給される。
【0099】
リア伝達関数畳み込み回路320は、フロント伝達関数畳み込み回路319と同様の構成を備えるもので、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部リア伝達関数記憶部110に用意されている頭部リア伝達関数を、5.1チャンネルデコード部301からのリア左右2チャンネルの音声信号RLとRRに対して、畳み込むようにする。
【0100】
このため、リア伝達関数畳み込み回路320では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部リア伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。
【0101】
頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数は、この例では、予め、次のようにして測定されて求められ、頭部フロント伝達関数記憶部109および頭部リア伝達関数記憶部110のそれぞれに格納される。図8および図9は、頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数の測定方法を説明するための図である。
【0102】
すなわち、図8に示すように、リスナ4の左右両耳の近傍に、左チャンネル測定用マイクロホン41および右チャンネル測定用マイクロホン42を設置する。次に、リスナ4の前方の、通常、フロント左チャンネル用スピーカおよびフロント右チャンネル用スピーカを配置するような場所(音像定位させたい場所)に、フロント左チャンネル用スピーカ14FLおよびフロント右チャンネル用スピーカ14FRを配置する。
【0103】
そして、このフロント左チャンネル用スピーカ14FLで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ14FLからの左右の耳までの伝達関数(フロント左チャンネルについての頭部フロント伝達関数)を測定する。
【0104】
同様にして、フロント右チャンネル用スピーカ14FRで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ11FRからの左右の耳までの伝達関数(フロント右チャンネルについての頭部フロント伝達関数)を測定する。
【0105】
なお、頭部フロント伝達関数は、フロントスピーカFLおよびFRを、例えば、リスナ4の前方中央から左右に30度で、2mの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。
【0106】
また、図9に示すように、リスナ4の後方の、通常、リア左チャンネル用スピーカおよびリア右チャンネル用スピーカを配置するような場所(音像定位させたい場所)に、リア左チャンネル用スピーカ14RLおよびリア右チャンネル用スピーカ14RRを配置する。
【0107】
そして、このリア左チャンネル用スピーカ11RLで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ11RLからの左右の耳までの伝達関数(リア左チャンネルについての頭部リア伝達関数)を測定する。
【0108】
同様にして、リア右チャンネル用スピーカ11RRで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン41,42で収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ11RRからの左右の耳までの伝達関数(リア右チャンネルについての頭部リア伝達関数)を測定する。
【0109】
なお、頭部リア伝達関数は、リアスピーカRLおよびRRを、例えば、リスナ4の後方中央から左右に30度で、2mの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。
【0110】
伝達関数について更に補足する。例えば図8の左前方から左耳に来る伝達関数を伝達関数Aとする。次に耳の近傍にあるスピーカ11SW1からマイク41までの伝達関数を測定し得た伝達関数を伝達関数Bとする。そして、伝達関数Bに、ある伝達関数Xを掛けると伝達関数Aになる様な伝達関数Xを求め、近傍のスピーカ11SW1に送り込まれる信号音に、求めた伝達関数Xを畳み込めば、そのときにスピーカ11SW1から放音される音は、あたかも左前方2mから来たように感じる訳である。図9の場合の頭部リア伝達関数に関しても同様である。
【0111】
ただし、必ずしも伝達関数Xを求めればよい訳ではなく、場合により伝達関数Aだけでもよいこともある。なお、以上の説明は、伝達関数の1つを代表して記述したが、図8および図9にも示されるように、伝達関数は、実際には複数あることは言うまでもない。
【0112】
以上のようにして測定された頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数が頭部フロント伝達関数記憶部109および頭部リア伝達関数記憶部110のそれぞれに記憶され、フロント伝達関数畳み込み回路319およびリア伝達関数畳み込み回路320に、入出力ポート105を通じて供給されて、フロント伝達関数畳み込み回路319およびリア伝達関数畳み込み回路320において畳み込まれる。
【0113】
これにより、フロント伝達関数畳み込み回路319からの音声信号FL*およびFR*を、両耳近傍に配置したスピーカ11SW1および11SW2に供給して音響再生したときには、リスナ4は、あたかも、図2で点線で示した前方の左右のフロントスピーカ11FL´および11FR´から音声が放音されたように、再生音声を聴取する。
【0114】
また、リア伝達関数畳み込み回路320からの音声信号RL*およびRR*を、両耳近傍に配置したスピーカ11SW1および11SW2に供給して音響再生したときには、リスナ4は、あたかも、図2で点線で示した後方の左右のリアスピーカ11RLおよび11RRから音声が放音されたように、再生音声を聴取する。
【0115】
このときの仮想音源処理されたフロント音声信号FL*およびFR*、また、リア左右チャンネルの音声信号RL*およびRR*のレベルは、実スピーカであるスピーカ11FL´およびFR´、スピーカ11RLおよび11RRに供給する場合の信号レベルよりも、低いレベルでよい。スピーカ11SW1および11SW2は、リスナ4の耳の近傍にあるからである。
【0116】
この明細書では、上述の頭部伝達関数畳み込みにより、仮想的なスピーカ位置から音声が放音されるように聴取されることから、以上の処理を仮想音源処理と呼ぶものである。
【0117】
以上のようにして、フロント伝達関数畳み込み回路319で仮想音源処理がなされて得られた音声信号FL*およびFR*は、加算部321および322に供給される。また、リア伝達関数畳み込み回路320で仮想音源処理がなされて得られた音声信号RL*およびRR*が、加算部321および322に供給されて、フロント伝達関数畳み込み回路319からの音声信号FL*およびFR*と加算される。
【0118】
そして、加算部321の加算出力が加算部323に供給され、また、加算部322の加算出力が加算部324に供給される。
【0119】
加算部323および324には、5.1チャンネルデコード部301からの低域音声信号LFEが、遅延部325を通じて供給されて、加算部321からの加算出力および加算部322からの加算出力のそれぞれに加算される。
【0120】
遅延部325の遅延量は、実スピーカとして配置されているフロント左右2チャンネル用のスピーカ11FLおよび11FRからの再生音声がリスナ4の耳に届くまで時間と、スピーカ11SW1および11SW2からの再生音声がリスナ4の耳に届くまでの時間を調整するためのものである。
【0121】
この遅延部325の遅延量は、LFEチャンネルの音声にフロントチャンネルの音声が含まれている場合に、フロント左右チャンネルの音像定位が悪化することを防ぐためである。
【0122】
すなわち、フロント側のスピーカは、小型のスピーカが用いられることが多いので、フロント左右チャンネルの音の低域の音は、LFEチャンネルに混ぜられることが多い。そして、スピーカ11SW1および11SW2は、リスナ4の耳の近傍にあり、フロント側のスピーカよりも早く音が耳に到達する。このため、リスナ4のフロント側に設けられた実スピーカと、リスナ4の耳元のスピーカ11SW1,11SW2との両方で、音響再生したときには、フロント左右チャンネルの音像定位が悪化するおそれがある。
【0123】
これを改善するためには、フロント側の実スピーカからの音と、両耳の近傍のスピーカ11SW1および11SW2からの音の耳までの到達時間の遅延をなくすように、フロント左右2チャンネル用のスピーカ11FLおよび11FRからの再生音声がリスナ4の耳に届くまで時間と、スピーカ11SW1および11SW2からの再生音声がリスナ4の耳に届くまでの時間とが一致するように遅延部325の遅延量を調整するとよい。
【0124】
この実施形態では、さらに進んで、センタチャンネルの定位感をより安定にするために、フロントチャンネル用スピーカ11FLおよび11FRからの再生音声の方が、リスナ4の耳に早く到達するように遅延部325の遅延量を調整して、LFEチャンネルの音声信号を、より遅延させるようにする。このようにすることで、ハース(Haas)効果によって、リスナ4は、フロント音声としては、スピーカ11FLおよび11FRからの放音音声のみを聴取する状態とすることができる。
【0125】
以上のようにして加算部323および324で加算された出力音声信号は、アンプ326および327を通じて、音声出力端子328および329に導出される。
【0126】
これら音声出力端子は、リスナ4の耳の近傍に配置されているスピーカ11SW1および11SW2に接続されている。したがって、スピーカ11SW1および11SW2は、サブウーハとして、低域音声信号LFEを音響再生すると共に、仮想音源処理された5,1チャンネルの音声信号を音響再生する。
【0127】
[センタチャンネルの音像定位の改善について]
この実施形態では、センタチャンネルの音声信号については、実スピーカによる音響再生と仮想音源処理した音声信号による音響再生とを併用すると共に、ゲイン調整アンプ311〜316のそれぞれをゲイン調整することにより、センタチャンネルの音像定位感を改善するようにする。
【0128】
ゲイン調整アンプ311〜316のゲイン制御信号は、制御部100の音量検出部111、音量比較部112およびゲイン制御信号生成部113が用いられて、次のようにして生成される。
【0129】
すなわち、この実施形態では、5.1チャンネルデコード部301から出力される5.1チャンネルの音声信号のうち、LFEチャンネルの音声信号を除くチャンネルの音声信号は、音量検出部111に供給される。
【0130】
音量検出部111では、これに供給される各チャンネルの音声信号をそれぞれ全波整流して、各チャンネルの音量(音声信号レベル)を検出する。そして、音量検出部111は、検出した各チャンネルの音量をシステムバス102に出力する。
【0131】
制御部100のCPU101は、音量検出部111から取得した各チャンネルの音量の情報を、音量比較部112に転送する。
【0132】
音量比較部112は、各チャンネルの音量を比較して、フロント側のフロント左右チャンネルの音声信号レベルおよびセンタチャンネルの音声信号レベルと、リア側のリア左右2チャンネルの音声信号レベルとに注目し、それぞれ音量が均等に配分されているとか、センタチャンネルの音量だけが多いとか、フロント側とリア側の音量の比率がフロント側に多いとか、フロントの一つのチャンネルに音量が偏るとかを検出する。
【0133】
そして、特に、この実施形態では、音量比較部112は、センタチャンネルの音量と、その他のチャンネル(LFEチャンネルは除く)の音量との比較を行い、その比較検出出力をシステムバス102に送出する。つまり、この実施形態では、音量比較部112は、センタチャンネルについての、他のチャンネルに対しての相対的な音量検出出力を、前記比較検出出力として送出する。
【0134】
制御部100のCPU101は、音量比較部112からの比較検出出力をゲイン制御信号生成部113に転送する。
【0135】
ゲイン制御信号生成部113は、この実施形態では、センタチャンネルの再生音像定位位置が、所期のものとなるように、ゲイン調整アンプ311〜316のゲインを調整するようにするゲイン制御信号を生成する。
【0136】
そして、ゲイン制御信号生成部113は、生成した各ゲイン調整アンプ311〜316のそれぞれ用のゲイン制御信号を、システムバス102に送出する。制御部100のCPU101は、ゲイン制御信号のそれぞれを、入出力ポート105を通じて、各ゲイン調整アンプ311〜316のそれぞれに供給する。
【0137】
なお、上述の構成において、音量検出部111、音量比較部112およびゲイン制御信号生成部113は、ハードウエア構成とするのではなく、制御部100において、ROM103に記憶されるプログラムにしたがってCPU101が実行するソフトウエア処理により構成することもできる。
【0138】
[ゲイン制御例]
この実施形態においては、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、圧倒的に大きいときには、リスナ4の前方に設けた実スピーカに供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量を上げるように制御すると共に、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量は絞る、あるいは、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声は除去するようにする。
【0139】
すなわち、ゲイン制御信号生成部113は、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、圧倒的に大きいときには、少なくとも、ゲイン調整アンプ312のゲインを大きくし、ゲイン調整アンプ315のゲインを小さくするようにする。その他のゲイン調整アンプ311,313,314,316のゲインは、予め設定されている通常のゲインとするようにする。
【0140】
また、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較したとき、圧倒的に大きいわけではないが、相対的に最も大きい音量であるときには、リスナ4の前方に設けた実スピーカに供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量に比較して相対的に、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量は絞るようにする。
【0141】
すなわち、ゲイン制御信号生成部113は、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、相対的に最も大きい音量であるときには、ゲイン調整アンプ311、313および315のゲインを下げ、ゲイン調整アンプ312,314,316のゲインは通常のゲインとしておくようにする。
【0142】
また、音量に関係なく、センタチャンネルのみに信号があるような場合、つまり、センタ以外の他のチャンネル(LFEチャンネルは除く)の音量が非常に小さいか、ゼロの場合にも、リスナ4の前方に設けた実スピーカにて音響再生する音声信号中のセンタチャンネルの音声成分のすべての音量を割り当てるように制御すると共に、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声は除去するようにする。この場合、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声を絞るようにしても良いが、センタチャンネルの音声を除去する手法を用いるようにする方がより効果的である。
【0143】
すなわち、この場合には、ゲイン制御信号生成部113は、ゲイン調整アンプ312のゲインは通常のゲインとするか、あるいは、ゲインを上げ、ゲイン調整アンプ314のゲインはゼロあるいはゲインを絞るようにする。その他は通常のゲインとする。
【0144】
以上のことから分かるように、この実施形態では、基本的には、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して多いときには、優先的に、リスナ4の前方に設けた実スピーカに、センタチャンネルの音声の音量を、より多く割り当て、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声信号は、絞るように制御する。
【0145】
また、センタチャンネルの音量と、他のチャンネルのいずれかの音量とが、どちらが優勢であるか判別ができにくい音量比であるような場合にも、リスナ4の前方に設けた実スピーカに、センタチャンネルの音声成分のすべての音量を割り当て、リスナ4の両耳の近傍に設けた2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する音声信号中からはセンタチャンネルの音声信号を除去するように制御する。この場合にも、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声を絞るようにしても良いが、除去する手法を用いるようにする方がより効果的である。
【0146】
なお、センタチャンネルの音量と、他のチャンネルのいずれかの音量とが、どちらが優勢であるか判別ができにくい音量比であるような場合には、上述のように実スピーカのみによって音響再生するようにするのではなく、実スピーカによって音響再生すると共に、仮想音源処理した音声信号によっても音響再生し、かつ、リスナ4の両耳の近傍のスピーカ11SW1および11SW2に供給する音声信号を、フロント側の実スピーカから放音させる音声よりも耳への到達時間が遅れるように遅延させるようにしてもよい。
【0147】
このように遅延させると、前述したハース(Haas)効果により、センタチャンネルの音声成分は、フロント側の実スピーカにより音響再生される分のみが優勢となって、リスナ4の両耳近傍のスピーカ11SW1および11SW2から放音されるセンタチャンネルの音声成分は、音像定位には影響しなくなるので、センタチャンネルの音像定位感が良好なものとなる。
【0148】
次に、図10に、フロント左右2チャンネルと、センタチャンネルと、リア左右2チャンネルの音量関係について、音量を大(l)、中(m)、小(s)に分けて複数組を想定した場合において、センタチャンネルの音像定位感を良好にするための、フロント側の実スピーカによる再生音と、仮想音源処理した音声信号によるリスナ4の両耳近傍の2個のスピーカ11SW1,11SW2による再生音との音量バランスの例を挙げる。
【0149】
すなわち、図10(A)は、フロント左右2チャンネルと、センタチャンネルと、リア左右2チャンネルとのそれぞれがソース(源信号)として取り得る音量の関係を、大(l)、中(m)、小(s)の音量をそれぞれ取り得るとして分類した場合における組み合わせを示し、図示のように、場合No.1〜場合No.27までの27通りの場合がある。
【0150】
また、図10(B)は、場合No.1〜場合No.27のそれぞれにおいて、実スピーカによりセンタチャンネルを放音すべき推奨の音量を示しており、ブランク(白抜き)で示される場合は、実スピーカによるセンタチャンネルの音量がゼロであることを示している。なお、ゼロではなく、ゲインを絞った音量とするようにしても良いことは上述の通りである。
【0151】
また、図10(C)は、場合No.1〜場合No.27のそれぞれにおいて、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する信号の種類と、その推奨音量とを示すものである。すなわち、図10(C)で、「耳元Full」と記載されているのは、2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給される音声信号が、LFEチャンネルを除くすべてのチャンネルの音声信号が仮想音源処理されていることを示し、また、「耳元C無」と記載されているのは、2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給される音声信号が、LFEチャンネルのみでなくセンタチャンネルの音声信号Cも除去され、その他のチャンネルの音声信号が仮想音源処理されていることを示している。
【0152】
図10(A)において、センタチャンネルについて塗りを付して示す部分を含む場合No.4,No.5,No.7−8,No.13,No.14,No.16−18,No.25−27は、それぞれセンタチャンネルの音声の音量が、他のチャンネルの音量に比較して、相対的に大きい場合である。
【0153】
これらの場合No.4,No.5,No.7−8,No.13,No.14,No.16−18,No.25−27においては、図10(B)に示すように、センタチャンネルは、実スピーカにより、主として音響再生するようにするとよい。そして、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2に供給する音声信号は、「耳元C無」とするようにするとよい。
【0154】
このことを考慮して、この実施形態では、これらの場合No.4,No.5,No.7−8,No.13,No.14,No.16−18,No.25−27においては、ゲイン制御信号生成部113では、ゲイン調整アンプ312およびゲイン調整アンプ314,316に対しては、そのゲインG2,G4,G6を予め設定されている通常のゲインとするようなゲイン制御信号が生成され、ゲイン調整アンプ311、313,315に対しては、そのゲインG1,G3,G5をゼロとするようなゲイン制御信号が生成され、それらのゲイン制御信号が、それぞれ各ゲイン調整アンプ311〜316に、入出力ポート105を通じて供給される。
【0155】
以上のように、図10の例においては、仮想音像定位させにくいセンタチャンネルの音声の音量が相対的に一番大きい音量となっているときには、センタチャンネルの音声についての仮想音源処理をせずに、主としてフロント側に設置した実スピーカにより、センタチャンネルの音声については音響再生出力するようにする。これにより、センタチャンネルの再生音像定位感が向上する。
【0156】
また、この実施形態では、図10(A)において、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して特に大きくない場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24においては、図10の例では、図10(B)および図10(C)に示すように、実スピーカではセンタチャンネルの音響再生を行わず、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2に、仮想音源処理した「耳元Full」の音声信号を供給するようにすると良いとしている。
【0157】
そこで、この実施形態では、これらの場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24においては、ゲイン制御信号生成部113では、ゲイン調整アンプ311,312,313に対しては、そのゲインG1,G2,G3をゼロとするようなゲイン制御信号が生成され、ゲイン調整アンプ314、315,316に対しては、そのゲインG4,G5,G6を通常のゲインとするようなゲイン制御信号が生成され、それらのゲイン制御信号が、それぞれ各ゲイン調整アンプ311〜316に、入出力ポート105を通じて供給される。
【0158】
したがって、これらの場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24においては、リスナ4の両耳近傍に配置した2個のスピーカ11SW1,11SW2のみにおいて、5.1チャンネルのすべての音声信号が音響再生される。この場合に、センタチャンネルの音声は、他のチャンネルと同等あるいは小さいので、仮想音像定位されたものであっても、不自然に感じられることが少ない。そして、この場合には、フロント側の実スピーカから放音される音量が少ないあるいはゼロであるので、低騒音というこの実施形態の音響再生システムの効果を維持することができる。
【0159】
なお、これらの場合No.1−3,No.6,No.10−12,No.15,No.19−24において、ゲイン調整アンプ311,312,313に対して、そのゲインG1,G2,G3をゼロとするのでなく、ゲインを通常のものとする、あるいは下げるようなゲイン制御信号を生成して、実スピーカによる音響再生と、スピーカ11SW1,11SWによる仮想音像定位の音響再生とを併用するようにしても良い。その際には、スピーカ11SW1,11SWに供給する音声信号は、前述したハース(Haas)効果を利用して、前方へのセンタチャンネルの音像定位感をはっきりさせるために、実スピーカにより音響再生されるタイミングよりも遅れたタイミングで音響再生させるように、遅延させるようにすることを併用するとよい。
【0160】
[他の実施形態および変形例]
図10の例においては、リスナ4の両耳の近傍に配置するスピーカ11SW1,11SW2に供給する仮想音源処理した音声信号は、センタチャンネルを含む「耳元Full」の信号と、センタチャンネルを含まない「耳元C無」の信号との2種類を用いており、センタチャンネルの音声信号を仮想音源処理の対象としたり、対象としなかったりする必要があり、処理が複雑である。
【0161】
このようなセンタチャンネルを除いたり、付加したりする処理を不要とするゲイン制御方法としては、リスナ4のフロント側に設けられる実スピーカによる音響再生と、スピーカ11SW1,11SWによる仮想音像定位の音響再生とを併用すると共に、フロント側の実スピーカに供給するチャンネルの音声信号の音量を上げるようにゲイン制御することが簡易的に可能である。
【0162】
この簡易的な手法の場合においても、スピーカ11SW1,11SWに供給する音声信号は、前述したハース(Haas)効果を利用して、前方への実スピーカでのセンタチャンネルの音像定位感をはっきりさせるために、前方の実スピーカにより音響再生されるタイミングよりも遅れたタイミングで音響再生させるように、遅延させるようにすることを併用すると、さらによい。
【0163】
また、上述の実施形態では、リスナ4のフロント(前方)側に設ける実スピーカとしては、テレビ受像機1が備えるスピーカ11FL,11FRを用いるようにしたが、テレビ受像機1とは別個に独立したスピーカを設けるようにしても良い。例えば、図11に示すように、前述した椅子20に、フロント左右チャンネル用のスピーカ51FLおよび51FRを取り付けて、用いるようにしても良い。
【0164】
図11の例は、椅子20の肘掛部23Lおよび23Rに、取り付けアーム24L,24Rを取り付け、この取り付けアーム24L,24Rに、スピーカユニットをスピーカボックスに収容したスピーカ51FLおよび51FRを取り付けるようにした場合である。
【0165】
また、上述の実施形態では、センタチャンネル用の実スピーカとしては、フロント左右2チャンネル用の2個のスピーカに、センタチャンネル音声信号を1:1の等量ずつ供給することにより設けるようにしたが、センタチャンネル用の実スピーカを設けるようにしても勿論良いことは言うまでもない。その場合には、実スピーカとしては、フロント左右2チャンネル用のスピーカは設けずに、センタチャンネル用の実スピーカのみでよい。
【0166】
また、仮想音源処理された音声信号により仮想音像定位させるようにする場合には、仮想音源処理された音声信号が供給されるスピーカは、最低、2個必要である。このため、上述した実施形態の場合には、実スピーカが2個、また、仮想音像定位用のスピーカが2個、の合計4個必要である。また、上述した変形例では、センタチャンネル用のスピーカの1個を実スピーカとして用いるので、仮想音像定位用の2個のスピーカと合わせて4個のスピーカが必要である。
【0167】
しかし、仮想音像定位用の2個のスピーカと、センタチャンネル用のフロント左右2チャンネル用のスピーカとを兼用することで、用いるスピーカは、最低、2個とすることができる。
【0168】
すなわち、仮想音像定位用の2個のスピーカは、上述の実施形態のように、リスナ4の耳の近傍に配置する必要はないので、図12に示すように、仮想音像定位用の2個のスピーカ15FLおよび15FRを、フロント左右2チャンネル用のスピーカの位置に配置する。そして、2個のスピーカ15FLおよび15FRに対する頭部伝達関数を、フロント用とリア用とで測定して、仮想音源処理した音声信号をこの2個のスピーカ15FLおよび15FRに供給するようにする。
【0169】
また、このフロント左右2チャンネル用の2個のスピーカ15FLおよび15FRを実スピーカと考えて、このフロント左右2チャンネル用の2個のスピーカ15FLおよび15FRに、センタチャンネルの音声信号を、1:1の等量の割合でそれぞれ供給するようにする。このようにすれば、上述の実施形態と同様にして、図11で一点差線で示すように、センタチャンネル用の実スピーカ15Cを実現することができる。これにより、設ける必要なスピーカは、2個とすることができる。
【0170】
なお、この場合には、リア左右2チャンネルは、図12で点線で示すように、仮想音像定位のスピーカとすることができることは言うまでもない。しかし、LFEチャンネルは、実スピーカとして用いる必要があるので、5.1チャンネルのマルチチャンネルサラウンドを実現する場合には、LFEチャンネル用の実スピーカが1個必要であるので、合計3個のスピーカ構成となる。
【0171】
また、リスナの正中面を含む面内を音像定位位置とするチャンネルとしては、上述の例では、センタチャンネルとしたが、センタチャンネルに限られるものではない。例えば、リスナの真後ろのチャンネルや、頭の真上のチャンネルなどを想定する場合には、それらのチャンネルが対象となるものである。
【図面の簡単な説明】
【0172】
【図1】この発明による音響再生システムの実施形態の概要の構成例を説明するための図である。
【図2】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図3】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図4】この発明による音響再生システムの実施形態の動作説明に用いる図である。
【図5】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図6】実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図7】実施形態の音響再生システムにおける音声信号出力装置部の構成例を示すブロック図である。
【図8】図7の一部のブロックの構成を説明するための図である。
【図9】図7の一部のブロックの構成を説明するための図である。
【図10】実施形態の音響再生システムにおける各チャンネルの音声信号に対するゲイン調整を説明するために用いる図である。
【図11】実施形態の音響再生システムにおける他のスピーカ配置例を説明するための図である。
【図12】他の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。
【図13】従来の音響再生システムにおける一般的なスピーカ配置例を説明するための図である。
【符号の説明】
【0173】
3…音声信号出力装置部、4…リスナ、11FL…前方左チャンネル用のスピーカ、11FR…前方右チャンネル用のスピーカ、11C…センターチャンネル用のスピーカ、11RL…後方左チャンネル用のスピーカ、11RL…後方右チャンネル用のスピーカ、11SW1〜11SW4…リスナの耳の近傍に配置されるスピーカ、20…スピーカ保持具、109…頭部フロント伝達関数記憶部、110…頭部リア伝達関数記憶部、111…音量検出部、112…音量比較部、113…ゲイン制御信号生成部、311〜316…ゲイン調整アンプ、319…フロント伝達関数畳み込み回路、320…リア伝達関数畳み込み回路
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号を再生する音響再生システムにおいて、
前記第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む面内の位置となるように配置される第1のスピーカと、
所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカと、
前記複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第2のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
前記第1のチャンネルの音声信号から、前記第1のチャンネルの音量を検出するとともに、前記第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号から、それらのチャンネルの音量を検出する音量検出手段と、
前記音量検出手段で検出された前記第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する音量比較手段と、
前記音量比較手段の比較結果に基づいて、前記第1のチャンネルの音声信号と、前記その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御手段と、
を備える音響再生システム。
【請求項2】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理手段に供給する前記複数のチャンネルの音声信号のうちの前記第1のチャンネルの音声信号について、その音量を絞るようにゲイン制御する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項3】
請求項1に記載の音響再生装置において、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理手段に供給する前記複数のチャンネルの音声信号から、前記第1のチャンネルの音声信号を除去するように制御する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項4】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記第1のチャンネルの音量を上げるように、前記第1のチャンネルの音声信号のゲインを制御する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項5】
請求項4に記載の音響再生システムにおいて、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理された音声信号は、前記第1のスピーカにおける放音タイミングよりも遅れて放音するように遅延させて前記第2のスピーカに供給する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項6】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記仮想音源処理されて前記第2のスピーカに供給する音声信号のうち、少なくとも、前記第1のスピーカに供給する音声信号と同じチャンネルの音声信号は、前記第1のスピーカにおける放音タイミングよりも遅れて前記第2のスピーカから放音されるように遅延させる
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項7】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記第2のスピーカは、スピーカユニットが、その振動板の前後から出る音が加算可能なように、バッフル板に取り付けられることなく、前記リスナの両耳の近傍の所定の位置に保持手段により保持される
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項8】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記複数チャンネルの音声信号は、マルチチャンネルサラウンド方式の音声信号であり、前記第1のチャンネルの音声信号は、センタチャンネルの音声信号である
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項9】
請求項8に記載の音響再生システムにおいて、
前記第1のスピーカは、フロント左右2チャンネル用の2個のスピーカであり、
前記第1のチャンネルのセンタチャンネルの音声信号は、前記フロント左チャンネルおよび前記フロント右チャンネルの音声信号に、それぞれ加算される
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項10】
リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号のうちの、前記第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む位置となるように配置される第1のスピーカと、
所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカと、
前記複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第2のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
を備える音響再生システムにおける音響再生方法において、
前記音響再生システムの音量比較手段が、前記第1のスピーカに供給される前記第1のチャンネルの音声信号の音量と、その他のチャンネルの音声信号の音量とを比較する音量比較工程と、
前記音量比較工程での比較結果に基づいて、前記第1のチャンネルの音声信号と、前記その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御工程と、
を備える音響再生方法。
【請求項1】
リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号を再生する音響再生システムにおいて、
前記第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む面内の位置となるように配置される第1のスピーカと、
所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカと、
前記複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第2のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
前記第1のチャンネルの音声信号から、前記第1のチャンネルの音量を検出するとともに、前記第1のチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号から、それらのチャンネルの音量を検出する音量検出手段と、
前記音量検出手段で検出された前記第1のチャンネルの音量と、その他のチャンネルの音量とを比較する音量比較手段と、
前記音量比較手段の比較結果に基づいて、前記第1のチャンネルの音声信号と、前記その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御手段と、
を備える音響再生システム。
【請求項2】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理手段に供給する前記複数のチャンネルの音声信号のうちの前記第1のチャンネルの音声信号について、その音量を絞るようにゲイン制御する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項3】
請求項1に記載の音響再生装置において、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理手段に供給する前記複数のチャンネルの音声信号から、前記第1のチャンネルの音声信号を除去するように制御する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項4】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記第1のチャンネルの音量を上げるように、前記第1のチャンネルの音声信号のゲインを制御する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項5】
請求項4に記載の音響再生システムにおいて、
前記制御手段は、前記第1のチャンネルの音量が前記その他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理された音声信号は、前記第1のスピーカにおける放音タイミングよりも遅れて放音するように遅延させて前記第2のスピーカに供給する
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項6】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記仮想音源処理されて前記第2のスピーカに供給する音声信号のうち、少なくとも、前記第1のスピーカに供給する音声信号と同じチャンネルの音声信号は、前記第1のスピーカにおける放音タイミングよりも遅れて前記第2のスピーカから放音されるように遅延させる
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項7】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記第2のスピーカは、スピーカユニットが、その振動板の前後から出る音が加算可能なように、バッフル板に取り付けられることなく、前記リスナの両耳の近傍の所定の位置に保持手段により保持される
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項8】
請求項1に記載の音響再生システムにおいて、
前記複数チャンネルの音声信号は、マルチチャンネルサラウンド方式の音声信号であり、前記第1のチャンネルの音声信号は、センタチャンネルの音声信号である
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項9】
請求項8に記載の音響再生システムにおいて、
前記第1のスピーカは、フロント左右2チャンネル用の2個のスピーカであり、
前記第1のチャンネルのセンタチャンネルの音声信号は、前記フロント左チャンネルおよび前記フロント右チャンネルの音声信号に、それぞれ加算される
ことを特徴とする音響再生システム。
【請求項10】
リスナの正中面を含む面内の位置を再生音像定位位置とする第1のチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号のうちの、前記第1のチャンネルの音声信号が供給され、当該第1のチャンネルの音声信号による再生音像定位位置が、リスナの正中面を含む位置となるように配置される第1のスピーカと、
所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給される2個の第2のスピーカと、
前記複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第2のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
を備える音響再生システムにおける音響再生方法において、
前記音響再生システムの音量比較手段が、前記第1のスピーカに供給される前記第1のチャンネルの音声信号の音量と、その他のチャンネルの音声信号の音量とを比較する音量比較工程と、
前記音量比較工程での比較結果に基づいて、前記第1のチャンネルの音声信号と、前記その他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御工程と、
を備える音響再生方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2008−79065(P2008−79065A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−256803(P2006−256803)
【出願日】平成18年9月22日(2006.9.22)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年9月22日(2006.9.22)
【出願人】(000002185)ソニー株式会社 (34,172)
【Fターム(参考)】
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