JP2886402B2 - ステレオ信号発生装置 - Google Patents

ステレオ信号発生装置

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JP2886402B2 JP4356446A JP35644692A JP2886402B2 JP 2886402 B2 JP2886402 B2 JP 2886402B2 JP 4356446 A JP4356446 A JP 4356446A JP 35644692 A JP35644692 A JP 35644692A JP 2886402 B2 JP2886402 B2 JP 2886402B2
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    • H04S1/007Two-channel systems in which the audio signals are in digital form

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  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステレオ信号発生装置に
関し、特に、立体音場効果を付加することができるステ
レオ信号発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子楽器や拡声装置、オーディオ
装置等の、左右2つのスピーカから楽音等を発生させる
装置において、音源の定位感(パンポット、パン効果)
を制御する方法として、左右のスピーカから発生する楽
音の音量バランスを変える方法が用いられていた。
【0003】図3は、従来の定位制御回路の主要部を示
すブロック図である。入力信号は、2つの乗算器30、
31に入力され、また各乗算器の他方の入力には制御信
号が入力される。これらの制御信号は、一方が大きくな
るにつれて、他方は小さくなるように制御されている。
乗算器30、31ではそれぞれの入力信号を乗算し、右
出力Rおよび左出力Lとして出力する。従来の装置にお
いては、この制御信号を適当に選択することによって音
源の定位感を制御していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】人間の耳は頭の左右に
位置しており、例えば右側から到達する音は、右の耳に
は直接到達するが、左の耳には頭を回り込んで到達す
る。一般的な音の性質として、障害物の後方に回り込む
音のレベルは、回折現象によって周波数が高くなるほど
低下する。
【0005】従って、右側から来る音に対して、右の耳
と左の耳で検出される音は、単にレベルが異なっている
だけではなく、周波数特性にも違いが生じている。
【0006】一方、左右2つのスピーカから楽音等を発
生させる装置においては、左右それぞれのスピーカから
発生した音は左右の耳に直接到達する。このことはヘッ
ドフォン、あるいはイヤフォンにおいては一層顕著であ
る。
【0007】これらの装置において、単に音量バランス
を変えることにより、定位感を制御すると、周波数特性
が実際のものと異なるので、不自然な定位感となり、臨
場感が乏しくなってしまうという問題点があった。
【0008】本発明の目的は、前記のような従来技術の
問題点を改良し、より自然な定位感を得ることが可能な
ステレオ信号発生装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力信号か
ら、左右2つのステレオ信号を発生させるステレオ信号
発生装置において、音源の位置情報を入力する入力手段
と、前記入力信号を2つに分配し、前記入力手段により
入力された音源の位置情報に基づいて、該分配したそれ
ぞれの信号の周波数特性を対称的に補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする。
【0010】
【作用】このような手段により、実際に音源が存在して
いる場合と同様な楽音が左右の耳に到達することにな
り、自然な定位感が得られる
【0011】
【実施例】以下電子楽器を例に、本発明の一実施例を図
面を参照して詳細に説明する。図1は一実施例である電
子楽器のハードウェア構成を表すブロック図である。C
PU1はキーアサイン、発音制御など電子楽器全体の制
御を行う。ROM2には、制御に必要なプログラム、及
びデータが格納されている。RAM3には、楽器内の各
種制御データあるいはMIDIデータ等が記憶される。
【0012】キーボード4は、それぞれスイッチを備え
た複数の鍵、およびCPU1の制御により、鍵のスイッ
チをスキャンするキーボードインターフェース回路から
成る。パネル5は、パン効果の位置情報入力用を含む各
種スイッチ、LCDあるいはLED等の表示器、および
CPU1の制御により各種スイッチの状態を読み込み、
また各種情報を表示器に出力するパネルインタフェース
回路から成る。MIDIインターフェース6は、外部の
MIDI対応機器とのMIDI信号の入出力のための回
路である。
【0013】DCO(デジタルコントロールドオシレー
タ)7は、例えばCPU1の制御により、指定された周
波数に対応するアドレス間隔で、ROM2あるいは内蔵
する波形メモリから波形信号を読み出すことにより、デ
ジタルの楽音信号を発生させるような構成のものであ
る。DCO7としては、このような構成に限らず、所望
の周波数および波形を有するデジタル楽音信号を発生す
ることができるものであれば、何でもよい。
【0014】DCF(デジタルコントロールドフィルタ
ー)8はCPU1から指定された周波数特性で、DCO
7からの出力信号をフィルタリングする。DCF8を制
御することにより楽音信号の音色を変えることができ
る。
【0015】DCA(デジタルコントロールドアンプリ
ファイヤ)9は楽音信号のエンベロープ、音量、定位等
の制御を行う回路であり、詳細は後述する。D/A、ア
ンプ10は、左右2チャンネルのD/A変換器および増
幅器から成る。11はスピーカ、12はバスである。
【0016】DCO7、DCF8、DCA9は一般に時
分割多重処理により、複数チャネルの独立した発音処理
を同時に行うことが可能な構成となっている。なおこの
他にFDD(フロッピィディスクドライブ)、メモリカ
ードインターフェース回路等を必要に応じて設けてもよ
い。
【0017】図2は、図1のDCA9の内部構成を表す
ブロック図である。エンベロープ制御回路20は、CP
U1からの制御によって、入力されたデジタル信号に対
して、アタック、ディケイ、サスティン、リリース等の
エンベロープの制御を行う。実際には、例えばエンベロ
ープ波形を記憶したメモリから波形を読み出したり、あ
るいは演算によってエンベロープ波形を発生させ、該信
号と入力信号とを乗算することによって行う。
【0018】音量(ラウドネス)制御回路21は、やは
りCPU1からの制御により、信号のレベル全体に対し
てボリュームつまみ等によって指定された値を乗算す
る。なお、この音量制御はエンベロープの制御と同時に
行うことも可能である。
【0019】定位制御回路22は、やはりCPU1から
の制御により、1つの信号を左右2つの信号に分配する
ものであり、詳細は後述する。なおエンベロープ制御回
路20、音量制御回路21、定位制御回路22はいずれ
も時分割多重処理により、同時に複数チャネルの処理が
可能な構成になっている。
【0020】図4は図2の定位制御回路22の内部構成
を表すブロック図である。入力信号は同じ構成の2つの
デジタルフィルタ40、41に入力される。このデジタ
ルフィルタ40、41はCPU1からの制御信号によ
り、周波数特性を変化させることができるものであれ
ば、どのようなものでもよい。各フィルタの出力は右出
力Rおよび左出力Lとして出力される。
【0021】図5(a)は本発明の一実施例である、図
4のフィルタの周波数特性を示す図である。ここで音源
の位置を中心に制御する場合には、フィルタ40、41
を両方とも特性D、つまりフラットにすればよい。また
音源を右側に位置させたければ、右側のフィルタ40
は、高域の強調された特性Aになるように制御し、左側
のフィルタ41は、逆に高域の減衰した特性Gになるよ
うに制御する。
【0022】つまり、CPU1は、パネル等から音源を
配置したい位置の情報を入力し、この情報に基づいて、
例えば右側フィルタ40の特性をA→B→C→D→E→
F→Gと変化させると共に、左側フィルタ41の特性を
逆にG→F→E→D→C→B→Aと変化させるように制
御する。このような制御により、より自然な定位感が得
られるようになる。
【0023】図5(b)はフィルタの周波数特性の変形
例を示す図である。図において、A’、B’、C’は高
域のほうがより強調されてはいるが、低域部のレベルも
フラットなもの(D)よりは増加している。またE’、
F’、G’は高域のほうがより減衰しているが、低域部
も幾分かは減衰している。つまり高域の補正と共に、全
体のレベルも変化させている。
【0024】実際にどのような周波数特性のカーブによ
って自然な定位感が得られるかは、実験により決定する
ことができる。例えば、さまざまな位置の音源からの音
をダミーヘッドマイクによって取り、その周波数特性を
調べ、その周波数特性に従ってフィルタを制御すればよ
い。
【0025】つぎに他の実施例について説明する。図6
は、図2の定位制御回路22の内部構成の他の例を表す
ブロック図である。図において、フィルタ50は一方の
チャネル(図では左側)にしか無く、他方のチャネル
(図では右側)には、入力信号から前記フィルタ50の
出力を減算するための加算器51が設けられている。
【0026】図7(a)はフィルタ50の周波数特性を
示す図である。まずフィルタ50が図7(a)の特性K
のように、出力レベルが入力レベルの1/2になるよう
なフラットな出力特性にセットされてる場合には、図6
の出力Lは入力信号のレベルの1/2になる。
【0027】一方、図7(b)に示す出力Rの方は、入
力信号から出力Lを減算するが、出力Lが入力の1/2
であるので、出力Rもやはり入力信号の1/2になる。
(図7(b)のK)ここでフィルタ50の特性を図7
(a)のJのように高域を強調する特性に変えると、出
力Lは当然Jのような特性になる。また、出力Rは入力
信号から特性Jのような出力Lを減算するから、図7
(b)のLのような出力が得られる。
【0028】結局、フィルタ50をある特性に制御し、
出力Lを得ると、出力Rにはレベルが入力の1/2の線
を中心とする出力Lとは対称な特性の出力が得られる。
従って、フィルタ50の特性をうまく選択すれば、第1
の実施例の図5(a)あるいは(b)の特性を有する左
右の出力を得ることができる。なおこの実施例において
は、どの位置に制御しても、L出力とR出力とを加える
と、もとの入力波形と同じ周波数特性になる。
【0029】以上、2つの実施例を説明したが、以下の
ような変形例も考えられる。まず、第1の実施例では、
2個のフィルタにより左右それぞれのチャネルの周波数
特性を独立に制御することも可能であり、図1のDCF
8の機能をもこのフィルタにより実現し、DCF8を省
くことも可能である。また、ある特定の中心周波数を持
つバンドパスフィルタを用いて、その周波数帯域だけの
音量バランスをコントロールすることによって、その周
波数帯域の音を強く発している楽器の定位だけをコント
ロールすることもできる。
【0030】つぎに、パン効果の位置情報の入力は、パ
ネルからだけではなく、MIDI信号によって行うこと
も可能である。MIDI信号にはパンポット制御信号が
定義されており、CPU1はこの信号から位置情報を得
て、フィルタの制御信号を作成することも可能である。
【0031】なお、実施例としては、電子楽器に適用し
た例を開示したが、本発明はこれに留まらず、ステレオ
装置、カラオケ装置、P.A.装置等のオーディオ装
置、あるいはスタジオ等における録音、ミキシング装置
などに適用可能である。またこれらの装置の入力信号が
アナログ信号である場合には、A/D変換器によってデ
ジタル信号に変換すれば、上記実施例の技術がそのまま
適用できる。
【0032】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、自
然な定位感を得ることができ、臨場感が増すという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電子楽器のハードウェア構成を表すブロック
図である。
【図2】 DCAの内部構成を表すブロック図である。
【図3】 従来の定位制御回路の主要部を示すブロック
図である。
【図4】 定位制御回路の内部構成を表すブロック図で
ある。
【図5】 フィルタの周波数特性を示す図である。
【図6】 定位制御回路の内部構成の他の例を表すブロ
ック図である。
【図7】 他の実施例のフィルタ及び出力信号の周波数
特性図である。
【符号の説明】
1…CPU、2…ROM、3…RAM、4…キーボー
ド、5…パネル、6…MIDIインターフェース、7…
DCO、8…DCF、9…DCA、10…D/A、アン
プ、11…スピーカ、12…バス

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単一の入力信号から、左右2つのステレオ
    信号を発生させるステレオ信号発生装置において、 音源の位置情報を入力する入力手段と、 前記入力信号を2つに分配し、前記入力手段により入力
    された音源の位置情報に基づいて、該分配したそれぞれ
    の信号の高音域周波数特性を、一方は増強し、他方は減
    する補正手段とを備えたことを特徴とするステレオ信
    号発生装置。
  2. 【請求項2】単一の入力信号から、左右2つのステレオ
    信号を発生させるステレオ信号発生装置において、 音源の位置情報を入力する入力手段と、 前記単一の入力信号を供給されて前記左右2つのステレ
    オ信号をそれぞれ出力する第1および第2のフィルタ手
    段とを具備し、 前記位置情報に応答して、第1および第2のフィルタ手
    段の一方の出力はその高音域周波数特性が増強され、他
    方の出力はその高音域周波数特性が減衰されることを特
    徴とするステレオ信号発生装置。 【請求項】前記高音域周波数特性の増強および減衰の
    度合いは、各周波数において互いに対称的であることを
    特徴とする請求項1または2に記載のステレオ信号発生
    装置。 【請求項】単一の入力信号から、左右2つのステレオ
    信号を発生させるステレオ信号発生装置において、 音源の位置情報を入力する入力手段と、 前記単一の入力信号を供給されて前記左右2つのステレ
    オ信号の一方を出力するフィルタ手段と、 前記入力信号から前記フィルタ手段の出力を減算して前
    記左右2つのステレオ信号の他方を出力する演算手段と
    を具備し、 前記フィルタ手段の周波数特性が、前記位置情報に応答
    して補正されることを特徴とするステレオ信号発生装
    置。
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