JPH0787597A - 音声出力回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】音響機器や映像機器等に対し聴取者が前後及び
左右のどの位置で聞いても、常に最適なステレオ効果が
得られるようにした音声出力回路を得る。 【構成】左右チャンネル系音声信号を互いの付加信号と
して夫々取り出しその信号レベルを夫々制御する左右チ
ャンネル系用アッテネータ７Ｌ、７Ｒと、両アッテネー
タ７Ｌ、７Ｒにてレベル制御された信号の位相を夫々制
御する左右チャンネル系用位相制御回路８Ｌ、８Ｒと、
両アッテネータ７Ｌ、７Ｒでのレベル減衰量と両位相制
御回路８Ｌ、８Ｒでの位相シフト量とを左右チャンネル
系スピーカ１Ｌ、１Ｒに対する聴取位置情報に基づいて
夫々制御するマイコン１０とを設けて、この左チャンネ
ル系用位相制御回路８Ｌにて位相制御された信号を位相
反転して右チャンネル系音声信号に、また右チャンネル
系用位相制御回路８Ｒにて位相制御された信号を位相反
転して左チャンネル系音声信号に夫々加え、かつ、左右
チャンネル系音声信号を前記聴取位置情報に基づいて遅
延量を制御する遅延回路に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステレオ再生を行う音
響機器や映像機器等に用いて好適な音声出力回路に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステレオ再生を行う音響機器とし
ては、システムコンポーネント、或いはＣＤラジカセ
（コンパクトディスクプレーヤが組み込まれたラジオ付
テープレコーダ）等があり、例えば左右チャンネル系ス
ピーカ，アンプ，テープデッキ等が夫々分離されている
システムコンポーネントでは、その左右スピーカを聴取
者前方において左右に離して配置してステレオ再生を行
わせるようになっている。

【０００３】しかしながら、実際にユーザーにおいて使
用する際には、システムコンポーネント等でも左右スピ
ーカはアンプ，テープデッキ等を組み込んだステレオ本
体の両側に隣接配置され、スピーカー体型のＣＤラジカ
セと同じような配置形態にて用いられている。従って左
右スピーカ間がステレオ再生に充分な距離でなくなるこ
とから、音の広がり感等が損なわれ充分なステレオ効果
が得られない為、従来では左右チャンネル系音声信号を
互いの付加信号として夫々取り出し、レベルと位相を制
御した信号を位相反転して、左チャンネル成分を右チャ
ンネルへ、右チャンネル成分を左チャンネルへ、夫々加
算して音の広がりを得るようにしていた。

【０００４】具体的には、図１３に示すようにＡ／Ｄ変
換器によりデジタルに変換され、左右チャンネル系入力
端子４Ｌ、４Ｒに入力される左右チャンネル系音声信号
を互いの付加信号として夫々取り出しその信号レベルを
夫々制御する左右チャンネル系用アッテネータ２Ｌ、２
Ｒと、両アッテネータ２Ｌ、２Ｒにてレベル制御された
信号の位相を夫々制御する左右チャンネル系用位相制御
回路３Ｌ、３Ｒと、両アッテネータ２Ｌ、２Ｒでのレベ
ル減衰量と両位相制御回路３Ｌ、３Ｒでの位相シフト量
とを左右チャンネル系スピーカ９Ｌ、９Ｒに対する聴取
位置情報に基づいて夫々制御する制御回路１０（例え
ば、マイクロコンピュータ、以下マイコンと云う）と、
左チャンネル系入力端子１Ｌからのデジタルに変換され
た左チャンネル系音声信号を遅延する左チャンネル系遅
延回路４Ｌと、右チャンネル系入力端子１Ｒからのデジ
タルに変換された右チャンネル系音声信号を遅延する右
チャンネル系遅延回路４Ｒと、この遅延された左チャン
ネル系音声信号に右チャンネル系用位相制御回路３Ｒに
て位相制御された信号を位相反転して加算する左チャン
ネル系加算器５Ｌと、この遅延された右チャンネル系音
声信号に左チャンネル系用位相制御回路３Ｌにて位相制
御された信号を位相反転して加算する右チャンネル系加
算器５Ｒと、この両加算器５Ｌ、５Ｒにて夫々付加信号
が加えられた左右チャンネル系音声信号を元のアナログ
に変換する左右チャンネル系Ｄ／Ａ変換器６Ｌ、６Ｒと
を設けたものである。

【０００５】又、従来回路では更に、音響機器から聴取
者Ｐまでの距離を測定する距離測定回路１１を備えてお
り、例えば聴取者Ｐがリモートコントロール送信機を操
作することによって送られてくる距離情報信号を受信す
ることによって聴取者Ｐまでの距離を測定し、マイコン
１０に入力するようになっている。尚、左右チャンネル
系スピーカ９Ｌ、９Ｒ間の距離は聴取者が手動で入力で
きるようになっているが、この場合その左右チャンネル
系スピーカ９Ｌ、９Ｒがステレオ本体部の両側に隣接配
置されてスピーカ一体型のＣＤラジカセと同じような配
置形態になっているため既知であり、予めデータＲＯＭ
等に格納されている。

【０００６】そのため、マイコン１０はこのような音響
機器から聴取者Ｐまでの距離と左右チャンネル系スピー
カ９Ｌ、９Ｒ間の距離とを聴取位置情報として用いて、
夫々の聴取位置において最適なステレオ効果が得られる
付加信号のレベルと位相とを計算し、両アッテネータ２
Ｌ、２Ｒでのレベル減衰量と両位相制御回路３Ｌ、３Ｒ
での位相シフト量とを制御するようになっている。

【０００７】例えば、図１４に示すように聴取者Ｐが音
響機器から距離Ｌ３だけ離れた所で聴取している場合
は、左右チャンネル系スピーカ９Ｌ、９Ｒの広がり角θ
３が３０°以上のため、右チャンネル系音声信号のベク
トルＦ１のみでも充分なステレオ効果が得られるとして
その付加信号のベクトルＦ２の大きさをゼロとする。そ
して、音響機器からの距離がＬ４になり、その右チャン
ネル系音声信号のベクトル角（右チャンネル系スピーカ
１Ｒの広がり角θ）が３０°以下となると、右チャンネ
ル系音声信号のベクトルＦ７とその付加信号のベクトル
Ｆ８との合成ベクトルＦ９が角度３０°で右チャンネル
系音声信号のベクトルＦ７と同じ大きさになるように、
付加信号のベクトルＦ８のレベルと位相、即ち角度と大
きさを設定する。同様に、聴取者Ｐの距離がＬ２になっ
ても、右チャンネル系音声信号のベクトルＦ４とその付
加信号のベクトルＦ５との合成ベクトルＦ６が角度３０
°で右チャンネル系音声信号のベクトルＦ４と同じ大き
さになるように、付加信号のベクトルＦ５の角度と大き
さを設定することになる。このようにすれば、音響機器
に対し聴取者Ｐが前後のどの位置で聞いても、常に前方
左右３０°の位置に左右チャンネル系スピーカ１Ｌ、１
Ｒがあるように感じられることになり、ステレオ効果が
得られることになる。

【０００８】具体的に、聴取者Ｐまでの距離をＬ、左右
チャンネル系スピーカ９Ｌ、９Ｒ間の距離をＷとする
と、聴取者Ｐから見てその前方左右への左右チャンネル
系スピーカ１Ｌ、１Ｒの広がり角θは、 θ＝ｔａｎ^-1｛Ｌ／（Ｗ／２）｝ によって求まり、これから付加信号の位相とレベル、即
ち逆位相からの付加信号ベクトルの角度と大きさとを計
算できることになる。例えば、図１５に示すように右チ
ャンネル系スピーカ９Ｒからの右チャンネル系音声信号
のベクトルＦｍ、左チャンネル系スピーカ９Ｌからの反
転した右チャンネル系音声信号、即ち付加信号のベクト
ルＦｓとして、右チャンネル系音声信号のみの場合につ
いて考えると、その角度Φと大きさ｜Ｆｓ｜は、 Φ＝１８０°−９０°−２θ−（３０°−θ）／２ ＝７５°−３θ／２ ｜Ｆｓ｜＝｜Ｆｍ｜×２×ｓｉｎ｛（３０°−θ）／２｝ によって求まる（但し、θ≦３０°）ことになる。

【０００９】このようにして求めると、右チャンネル系
音声信号のベクトルとその付加信号のベクトルとの合成
ベクトルは、聴取者Ｐが前後のどの位置で聞いても右チ
ャンネル系音声信号のベクトルと同じ大きさで、広がり
角３０°の方向から音が聞こえるような角度になる。例
えば、図１６のように右チャンネル系音声信号のベクト
ル角が３０°（右チャンネル系スピーカの広がり角θ）
の時は、その付加信号ベクトルＦ１１がΦ＝３０°、｜
Ｆ１１｜＝０となって、その合成ベクトルＦ１２は右チ
ャンネル系音声信号のベクトルＦ１０と同じ角度で同じ
大きさになる。また、図１７のように右チャンネル系音
声信号のベクトル角が０°の時は、その付加信号ベクト
ルＦ１４がΦ＝７５°、｜Ｆ１４｜＝｜Ｆ１３｜×０．
５２となって、その合成ベクトルＦ１５は右チャンネル
系音声信号のベクトルＦ１３と同じ大きさで、広がり角
３０°の方向から音が聞こえてくるような角度になる。
尚、左チャンネル系音声信号の場合についても同様であ
る。

【００１０】図１８は、このようなマイコン１０の制御
動作のフローチャートを示し、先ずマイコン１０はプロ
グラムＲＯＭ等に格納されている制御プログラムに基づ
いてその制御動作を開始し、ステップ＃５で左右チャン
ネル系スピーカ９Ｌ、９Ｒ間の距離Ｗをこの場合データ
ＲＯＭから読み込み、次のステップ＃１０で聴取者Ｐま
での距離Ｌを距離測定回路１３から読み込む。そして、
次のステップ＃１５で読み込んだ距離Ｗ、Ｌが前回の制
御に用いられた値と同じか否かを判定して、同じであれ
ば前回の制御状態のままで良いのでその制御動作を終了
することになる。また、同じでなければステップ＃２０
に進んで、左右チャンネル系スピーカの広がり角θを求
める。

【００１１】そして、ステップ＃２５でθが３０°以上
であるか否かを判定し、大きいと判定されるとステップ
＃３０に進んで付加信号ベクトルの角度Φを求める。そ
して、ステップ＃３５に進んでその大きさ｜Ｆｓ｜を求
め、次のステップ＃４０で左右チャンネル系用アッテネ
ータ７Ｌ、７Ｒでのレベル減衰量と左右チャンネル系用
位相制御回路８Ｌ、８Ｒでの位相シフト量との制御を行
った後、その制御動作を終了することになる。尚、ステ
ップ＃２５でθが３０°以上であると判定されると、ス
テップ＃４５に進み付加信号ベクトルの大きさ｜Ｆｓ｜
をゼロとした後、ステップ＃４０に進むことになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の音声出力回路では、左右チャンネルスピーカ
の垂直線上、即ち、スピーカと聴取者の間の前後の方向
において効果は有るが、聴取者の左右の方向においては
音の広がり効果が小さくなっていた。

【００１３】この為、聴取者は、聴取者の正面に左右ス
ピーカが向くようにスピーカ自身あるいは、ＣＤラジカ
セ等では本体自身を動かしていた。また、従来回路で
は、左右独立の音声は問題ないが、左右どちらにも有る
信号、即ち音が中央付近にある音声については信号レベ
ルが減衰し音質が変化する欠点がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
欠点に鑑みて発明されたものであり、左チャンネル系音
声信号を付加信号として取り出し、レベルを制御すると
共に位相反転して、右チャンネル系音声信号に、また右
チャンネル系音声信号を付加信号として取り出し、レベ
ルを制御すると共に位相反転して、左チャンネル系信号
に夫々付加する音声出力回路において、前記付加信号を
付加された左右チャンネル系音声信号をそれぞれ受ける
遅延回路を設け、かつ、該遅延回路に左右チャンネルの
スピーカに対する左右方向の聴取位置情報に基づいて、
前記各左右チャンネル系音声信号の遅延時間を制御させ
る制御手段を設けた音声出力回路を提供するものであ
る。

【００１５】又、本発明は、前記制御手段が、リモート
コントローラに設けられ超音波を発振する超音波発振器
と、前記超音波を受ける前記左右チャンネルのスピーカ
又はスピーカ部に取り付けられた超音波受信素子と、こ
れらスピーカ又は超音波受信素子にて受信された超音波
を検出する検出手段と、該検出手段にて検出された超音
波の前記左右チャンネルのスピーカ又は超音波受信素子
に到達する時間差を検出する時間差検出手段とから成
り、該時間差検出手段の出力する時間差データを前記聴
取位置情報とする音声出力回路を提供するものである。

【００１６】又、本発明は、前記制御手段をリモートコ
ントローラに設けられ、超音波を発振する超音波発振器
と、前記超音波を受ける前記左右チャンネルのスピーカ
と、これらスピーカにて受信された超音波を検出する検
出手段と、該検出手段にて検出された超音波の前記左右
チャンネルのスピーカに到達する時間差を検出する時間
差検出手段と、前記リモートコントローラに設けられ、
前記超音波発振器による超音波の発振と同時に赤外線パ
ルスを出力する赤外線発振器と、前記赤外線パルスを受
光する赤外線受光器と、該赤外線受光器による赤外線パ
ルスの受光時点より、前記左右チャンネルのスピーカに
よる超音波の受信する時間を測定する手段と、該手段に
て測定した左右チャンネルの超音波の受信時間差を計算
して前記リモートコントローラの位置と左右チャンネル
のスピーカ間の距離を求め、聴取位置情報とする手段
と、該手段の求めた聴取位置情報を得て、左右チャンネ
ル系音声信号の利得を調整するアッテネータとを備え、
かつ、前記聴取位置情報は更に前記遅延回路に供給さ
れ、該遅延回路にて左右チャンネル系音声信号の遅延時
間を制御するようにした音声出力回路を提供するもので
ある。

【００１７】更に、本発明は、左チャンネル系音声信号
を付加信号として取り出し、レベルと位相を制御する前
に、右チャンネル系音声信号をアッテネータに通して減
衰させて取り出した信号を反転したものを、前記左チャ
ンネル付加信号に付加する付加手段を設け、かつ、該付
加手段より出力される信号のレベルと位相を制御し、位
相反転して左チャンネル系信号に付加する手段を設け、
一方、右チャンネル系音声信号を付加信号として取り出
し、レベルと位相を制御する前に、左チャンネル系音声
信号をアッテネータに通し減衰させて取り出した信号を
反転したものを前記右チャンネル付加信号に付加する付
加手段を設け、該付加手段より出力される信号のレベル
と位相を制御し、位相反転して右チャンネル系信号に付
加する手段を設け、左右の音の広がりを制御するように
した音声出力回路を提供するものである。

【００１８】

【作用】このように本考案の手段を用いることにより、
聴取位置がステレオ機器の左右スピーカの左寄り又は右
寄りのいずれの場合においても、正面で得られるステレ
オ拡大効果が得られ、又、超音波リモコンを用いること
で自動的に聴取者方向にステレオ拡大効果が得られる。
更に、赤外線リモコンと併用することで、スピーカと聴
取者までの距離が測定できることにより、聴取者の左右
方向のみならず、ステレオ効果の拡大又は縮小により最
適に制御することができ、尚かつ、左右のスピーカがど
んなに離れていても、聴取者との距離がわかる為、遅延
時間が簡単に計算でき、最適ステレオ効果を得ることが
できる。

【００１９】又、左右音声信号の付加信号に左右音声信
号を減衰させて反転した信号をそれぞれの逆チャンネル
の付加信号に付加することで、ステレオの中央の音声信
号をほとんど減衰させることがなくなり、その結果、音
質の変化を生じさせないでステレオ効果の拡大を図るこ
とができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る音声出力回路の一実施例
を添付図面を参考にして詳細に説明する。図１は本発明
に係る音声出力回路の一実施例を示すブロック的電気回
路であり、従来回路と同一部分については説明の便宜上
同一符号を付している。

【００２１】当該回路を説明する前に、図２，図３を用
いて、本発明において解決すべき聴取者位置による音像
について説明する。図２のＰ１の位置即ち聴取者が左右
スピーカの正面にて聴取する場合は、上記従来回路の説
明でも述べたように、左右スピーカ９Ｌ、９Ｒは、位置
９Ｌ’、９Ｒ’に広がって聞こえる。この時の反転信号
ベクトルはＦ２で、基本信号Ｆ１との合成ベクトルＦ３
として広がった音像になる。ところが、位置Ｐ２におい
ては反転信号ベクトルは基本信号Ｆ４と同相に近いベク
トルＦ５になってしまう。これは９Ｒより９Ｌのスピー
カが遠くなり、時間遅れが生じてベクトルが移動するこ
とによるものである。その時間の遅れとは、左右スピー
カ間の距離によるもので、室温での音速を約３４４ｍ／
Ｓ、聴取位置Ｐ２から９Ｒスピーカ間の距離と聴取位置
Ｐ２から９Ｌスピーカ間の距離の差を３４．４ｃｍとす
ると、１ｍｓｅｃの遅れとなる。

【００２２】今、Ｐ３の位置での位相を考えると、図３
において位置Ｐ３とスピーカ９Ｌ間のＣ部分において位
相遅れが発生する。これを補正するにはスピーカ９Ｌの
音声信号の位相を早めることで解決するが、ディジタル
信号処理においては、遅延することが容易にできること
よりスピーカ９Ｌの信号はそのままでスピーカ９Ｒの信
号をスピーカ９Ｌの位相（時間）遅れ分を遅延すること
で可能となる。これによりＰ３位置においても左右スピ
ーカを等距離として見ることができる。即ち、図２の位
置Ｐ１より後方へ下がった状態と同一で、同様に、音像
９Ｒ’９Ｌ’が得られる。ただしこの場合、スピーカ９
Ｒの疑似位置（音像）はスピーカ９Ｒのレベルがスピー
カ９Ｌより高いため、図３の９Ｒ’の位置になる。

【００２３】上記図１の本発明の回路はこのような音像
を得るための音声出力回路を示すものであり、基本的に
は従来回路と同様の回路要素を備えているが、特に特徴
とすべき構成は、従来回路と比較して、左右チャンネル
系加算器５Ｌ、５Ｒと左右チャンネル系遅延回路４Ｌ、
４Ｒの位置が入れ替った点、そして、各遅延回路４Ｌ、
４Ｒが夫々マイコン１０を介してキー１２による操作に
応じて遅延動作を実行するべく成された点に大きな特徴
を有している。要するに、聴取者がリモートコントロー
ラ等を使って、遅延回路４Ｌ、４Ｒの遅延量を自由に調
整できるように成っている。

【００２４】次に図４は超音波を用いて、上記左右チャ
ンネル信号Ｌ、Ｒの遅延時間を制御する実施例を示すも
ので、左右スピーカを受信部とするため超音波のみ検出
できるようにスピーカ回路にバンドパスフィルター１３
Ｌ、１３Ｒを設けている。そして、これらフィルターの
出力はプリアンプ１４Ｌ、１４Ｒで増幅され、再度バン
ドパスフィルター１５Ｌ、１５Ｒで超音波のみを取り出
し、次のシュミットトリガー１６Ｌ、１６Ｒによりロジ
ックレベルのパルスに変換し、マイコン１０に入力され
る。

【００２５】上記スピーカ部のバンドパスフィルター１
３Ｌ、１３Ｒの特性を図５に示す。出力アンプの周波数
は、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚであることより、スピーカの
インピーダンス４Ω〜８Ωに対し、無視できるインピー
ダンスである必要があり、かつ、超音波周波数は４０ｋ
Ｈｚ前後の周波数とし、そのインピーダンスはスピーカ
のインピーダンスより充分大きな値とすることで、超音
波受信時にスピーカ両端に現われる超音波信号の減衰が
少ないようにできる。超音波受信素子を用いた場合は図
４’のようにスピーカより独立した回路構成となる。又
この素子２２Ｌ及び２２Ｒの位置はスピーカ中心部の上
部に位置させることで以降の距離や遅延時間等の計算を
スピーカを受信器として用いる場合と全く同様に取り扱
うことが可能である。

【００２６】今、聴取者の位置が図３に示すＰ３の位置
とする。リモートコントローラにより超音波パルス信号
を発信すると、かゝる超音波信号は左右スピーカに到達
し、バンドパスフィルター１３Ｌ、１３Ｒ，アンプ１４
Ｌ、１４Ｒ，バンドパスフィルター１５Ｌ、１５Ｒ及び
シュミットトリガー１６Ｌ、１６Ｒを通りマイコン１０
に達するが、この時、スピーカ９Ｒにて超音波信号を最
初に受けた時をスタート時間とし、次にスピーカ９Ｌに
て超音波信号を受けるまでの時間（Ｔｄ）を測定する。

【００２７】マイコン１０は、この時間差（Ｔｄ）を遅
延するために、ディジタル信号処理においてサンプリン
グ周期毎に遅延させることが可能なため、サンプリング
周波数をＦｓとすると、マイコン１０は遅延回路４Ｒを
Ｔｄ×Ｆｓサンプルステップ分遅延させる。又、遅延回
路４Ｌは遅延をゼロとさせる。この一連のマイコンの動
作を示したものが図１０のフローチャートである。

【００２８】図３において、前記遅延制御では、スピー
カ９Ｒの音像位置は９Ｒ’になるが、右スピーカが近い
ためどうしても右チャンネルの音が近く感じる。これを
スピーカ９Ｌの音像位置９Ｌ’と同距離９Ｒ”にする方
法として、図６に示すように図４の回路における加算器
と遅延回路の間にＢアッテネータ１７Ｌ、１７Ｒを入
れ、アッテネータ１７Ｌは１として減衰させずにアッテ
ネータ１７Ｒを減少させることにより可能である。

【００２９】この減少量を求めるために、図示しない赤
外線リモートコントロール発信器より送信される赤外線
リモコン信号を赤外線受光部１８で受信し、この信号を
基準に右チャンネルの超音波入力信号パルス（ＳＲ）及
び、左チャンネルの超音波入力信号パルス（ＳＬ）まで
の時間をマイコン１０にて測定する。これを図示すると
図８となり、赤外線パルス信号αを基準として超音波パ
ルスＳＲをｔ１秒、超音波パルスＳＬをｔ２秒とする。
赤外線の光速は音速に比較し高速であるので、赤外線が
入力した時点を超音波が発射されたとすることができる
ため、上記超音波の時間に音速３４４ｍ／ｓｅｃを掛け
れば、スピーカから位置Ｐ３までの距離が求まる。又、
音圧レベルは距離の２乗に反比例することにより、Ｐ３
点の左右スピーカからの音圧比（ＰＣ）は、

【数１】 上式右チャンネル音圧が強いため、回路ではアッテネー
タ１３Ｒを減衰する必要がある。

【００３０】左右スピーカに加わる電力比が左右スピー
カの音圧比となることより、電力比Ｗｃは上記音圧比の
逆数にすれば良いので、

【数２】 となり、（１）と（２）が等しくなれば、Ｐ３点におけ
る左右スピーカ音圧レベルは同一となることより、

【数３】 よって、

【数４】 即ち、アッテネータ１７Ｌを１としてアッテネータ１７
Ｒをｔ１／ｔ２とすれば、図３の疑似右スピーカ９Ｒ’
は９Ｌ’と同距離９Ｒ”に疑似的に移動することにな
る。

【００３１】図６に示すような赤外線パルスと超音波を
用いた場合の例の右チャンネルスピーカ位置補正に関す
る説明をする。左チャンネル信号をＶ_L，右チャンネル
信号をＶ_Rとすると、付加信号を付加しアッテネータ１
７Ｌ、１７Ｒの出力における信号をＶ_L’，Ｖ_R’とする
と、 Ｖ_L’＝（Ｖ_L−ＡＶ_R∠φ）×Ｂ_L ─────（ａ１） Ｖ_R’＝（Ｖ_R−ＡＶ_L∠φ）×Ｂ_R ─────（ａ２） 但し、ＡＶ_LはＡアッテネータ２Ｌの出力、ＡＶ_RはＡア
ッテネータ２Ｒの出力である。となり、図３における聴
取者位置ではＢ_L＝１，Ｂ_R＝ｔ１／ｔ２となり、式ａ
１，ａ２に代入すると、 Ｖ_L’＝Ｖ_L−ＡＶ_R∠φ Ｖ_R’＝（Ｖ_R−ＡＶ_L∠φ）×ｔ１／ｔ２ となる。右チャンネルについて、聴取者の位置Ｐ３にお
ける合成信号は下式のようになる。 Ｖ_R・ｔ１／ｔ２＋ＡＶ_R∠φ ─────（ａ３） アッテネータの係数ｔ１／ｔ２を掛けない場合のベクト
ルＦ６でＶ_R係数を掛けると、Ｆ６’＝Ｖ_R・ｔ１／ｔ２
となる。式（ａ３）中、ＡＶ_R∠φのベクトルはＦ７と
なり、ベクトルＦ６では９Ｒ’で広がりが少ないが、Ｆ
６’では９Ｒ”となり、広がりも左チャンネルとの音量
バランス、即ち距離も等しくできる。

【００３２】次に、遅延回路４Ｌ、４Ｒにおいては、聴
取者と左右スピーカーとの距離、即ち音波の到達時間差
はｃの部分左チャンネルが遅延されているので、ｃの位
相角をφｃとすると、式（ａ３）のＡＶ_R∠φは、 ＡＶ_R∠（φ−φｃ） ─────（ａ４） となり、ベクトルＦ７はＦ６に近くなり、ベクトル合成
しても広がらない。これを元にもどすために右チャンネ
ルをφｃ分位相遅れをさせることで相対的に式（ａ４）
のφｃが消えることになり、Ｆ７が実現できることにな
る。

【００３３】尚、遅延時間については、超音波パルス時
間ｔ１と超音波パルス時間ｔ２の差を計算し遅れている
方のチャンネルの遅延はゼロとし、早い方のチャンネル
の遅延を｜ｔ１−ｔ２｜時間遅延させる。これも前記と
同様に、ディジタル処理では｜ｔ１−ｔ２｜×Ｆｓのサ
ンプルステップ数遅延させる。以上により、図３におけ
る疑似音像は９Ｌ’と９Ｒ”とになり、最適な音像位置
となる。

【００３４】図７は聴取位置Ｐ３よりリモートコントロ
ーラにより赤外線パルス信号αと超音波ＳＲを同時に発
信させ、本体の赤外線受光部１８及び左右スピーカにそ
れぞれ信号が入力される様子を示すものである。この赤
外線ＳＬと超音波信号ＳＲは、他のリモコン信号と同一
フォーマットとし、スピーカ回転用のディジタルパルス
列を送信するリモコンである。

【００３５】次に、マイコン１０による処理フローの説
明を図９、図１０、図１１にて行う。図９はリモコン上
のスピーカ回転キーを押すことにより、遅延回路４Ｌ、
４Ｒをコントロールするフローを示すもので、ステップ
３０にてスピーカ回転スイッチＯＮを検出すればステッ
プ３１にて右側（ＲＣＨ）キーか、左側（ＬＣＨ）キー
かを判断し、左側キーならばステップ３２へ移行する。
このステップ３２では、右チャンネル側がすでに遅延さ
れているかどうかを判断し、遅延されていない、即ち遅
延＝０ならばステップ３４で左チャンネルの遅延を一定
量増加して処理を終える。一方、ステップ３２にて右チ
ャンネルが遅延されている場合は、ステップ３５にて右
チャンネルの遅延量を一定量減少させて処理を終了す
る。

【００３６】又、ステップ３１にて右側キーならば、ス
テップ３３にて左チャンネル側がすでに遅延されている
かどうか判断し、遅延されていない、即ち左チャンネル
遅延＝０ならば、ステップ３６にて右チャンネルの遅延
を一定量増加して処理を終わる。又、ステップ３３にお
いて、左チャンネルが遅延されている場合は、ステップ
３７にて左チャンネルのみ遅延量を一定量減少させて処
理を終わる。

【００３７】図１０は、超音波を用いて左右チャンネル
の早い方のチャンネルに到達時間差分遅延させる処理フ
ローチャートである。ステップ３８にて超音波入力した
かどうかを判定。マイコンでは割込処理等によりタイム
リーに時間測定準備に入る。信号入力されると、次のス
テップ３９にて右チャンネル側又は、左チャンネル側の
超音波パルス信号（ＰＲ，ＰＬ）の時間差を測定する。
それをＴｄと名づける。次のステップ４０では、そのＴ
ｄより遅延ステップ数を計算する。そのステップ数をＳ
Ｔ、サンプリング周波数をＦｓとすると、ＳＴ＝Ｔｄ×
Ｆｓとしてステップ数ＳＴを求める。次に、ステップ４
１において、右チャンネル側超音波信号ＰＲが先に入力
されたかどうか判定し、右チャンネルが先であればステ
ップ４２にて右チャンネルの遅延をＳＴサンプルステッ
プ遅延すると共に、左チャンネル遅延はゼロとし、処理
を終える。

【００３８】又、ステップ４１において左チャンネル側
が先に入力された場合は、ステップ４３において左チャ
ンネルの遅延をＳＴサンプルステップ遅延し、右チャン
ネル遅延はゼロとして処理を終える。

【００３９】又、図１１においては、赤外線と超音波を
用いて左右チャンネルの到達時間を測定して、聴取者に
近い方のチャンネル側の信号のレベルと遅延量を制御す
るフローチャートである。ステップ４４において、赤外
線パルス信号αの入力をマイコン１０の割込機能を使っ
てタイムリーに検出し、この入力時点を基準とする。次
にステップ４５で右チャンネル超音波パルスＰＲ及び左
チャンネル超音波パルスＰＬを入力すると、赤外線入力
からの時間を計測し、それぞれをｔ１，ｔ２とする。こ
のことは、図８のパルスタイミングチャートに示す通り
であり、入力パルスの立上がり、あるいは立下がり間の
タイミングを計測する本例では立上がりにより計測して
いる。

【００４０】次のステップ４６では、左右超音波パルス
ＰＲとＰＬのパルス間の時間差及び遅延ステップを計算
する。時間差をＴｄとすると、Ｔｄ＝｜ｔ１−ｔ２｜、
遅延ステップＳＴは、ＳＴ＝Ｔｄ×Ｆｓとなる。次のス
テップ４７では、右チャンネル超音波パルスＰＲが早く
入力したか、左チャンネル超音波パルスＰＬが早く入力
したかを時間ｔ１，ｔ２で判断している。左チャンネル
超音波パルスＰＬが早い場合は、ｔ１＞ｔ２となりステ
ップ４８へ移行し、左チャンネル音声信号のアッテネー
タ１３Ｌのアッテネータ量をＡＴＲ＝ｔ２／ｔ１にて計
算する。次のステップ４９にてアッテネータ１３Ｌにア
ッテネータ量（ＡＴＲ値）を設定し、かつ右チャンネル
音声信号のアッテネータ１３Ｒのアッテネータ量を１に
設定（減衰も増幅もさせない）し、ステップ５０で左チ
ャンネルの遅延をＳＴステップに、右チャンネル遅延を
ゼロに設定する。又、ステップ４７において、右チャン
ネル超音波パルスＰＲが早い場合は、ｔ１＜ｔ２となっ
てステップ５１へ移行し、右チャンネル音声信号のアッ
テネータ１３Ｒのアッテネータ量としてＡＴＬ＝ｔ１／
ｔ２を計算する。そして、ステップ５２で右チャンネル
アッテネータ１３Ｒにアッテネータ量（ＡＴＬ値）を設
定すると共に、左チャンネルアッテネータ１３Ｌには１
を設定し、ステップ５３では右チャンネル遅延量をＳＴ
ステップ設定し、左チャンネル遅延量をゼロに設定して
処理を終わる。

【００４１】次に前記、左右チャンネルの付加信号にお
いては、前記したように左右スピーカの中央の音声レベ
ルが下がるため音質変化が有る。これを改善する目的と
して図１２において、ディジタル信号入力１Ｌより左チ
ャンネル付加信号を取り出し、一つはＣアッテネータ１
９Ｌで減衰して反転され、もう一つはそのまま付加信号
として加算器２０Ｌに入る。一方、右チャンネル系にお
いても付加信号を取り出し、一つはそのまま付加信号と
して加算器２０Ｒに入れ、上記左チャンネルのＣアッテ
ネータ１９Ｌにて減衰反転した信号と加算される。

【００４２】もう一つは、Ｃアッテネータ１９Ｒで減衰
されたものを反転し、上記左チャンネルの信号と加算器
２０Ｌにて加算される。この後は前記付加信号処理回路
に接続される。尚、図１２の実施例では従来回路同様加
算器５Ｌ、５Ｒの手前にも遅延回路２１Ｌ、２１Ｒを挿
入している。左右チャンネルの同一信号をＶ_LRとし、左
チャンネルの全音声信号をＶ_AL、右チャンネル全音声信
号をＶ_AR、左チャンネルのみの音声信号をＶ_L、右チャ
ンネルのみの音声信号をＶ_Rとすると、 Ｖ_AL＝Ｖ_L＋Ｖ_LR Ｖ_AR＝Ｖ_R＋Ｖ_LR であり、従来回路図１３の加算器５Ｌ及び５Ｒにおける
信号は、 Ｖ’_AL＝Ｖ_L＋Ｖ_LR−Ａ（Ｖ_R＋Ｖ_LR）∠φ ＝Ｖ_L−ＡＶ_R∠φ＋Ｖ_LR（１−Ａ∠φ） ─────（３） Ｖ’_AR＝Ｖ_R＋Ｖ_LR−Ａ（Ｖ_L＋Ｖ_LR）∠φ ＝Ｖ_R−ＡＶ_L∠φ＋Ｖ_LR（１−Ａ∠φ） ─────（４） ∴∠φは位相ずれ となり、（３）（４）項において、Ｖ_LR（１−Ａ∠φ）
は中央の音声信号を減衰させていることになる。

【００４３】本発明の図１２の実施例のアッテネータ１
９Ｌ、１９Ｒを用いて反転した信号を加えた場合は、−
Ｃ（Ｖ_L＋Ｖ_LR）および、−Ｃ（Ｖ_R＋Ｖ_LR）がそれで、
加算器５Ｌ、５Ｒの出力はそれぞれ、 Ｖ_3AL＝Ｖ_L＋Ｖ_LR−Ａ｛Ｖ_R＋Ｖ_LR−Ｃ（Ｖ_L＋Ｖ_LR）｝∠φ ＝Ｖ_L（１＋Ａ・Ｃ・∠φ）−ＡＶ_R∠φ ＋Ｖ_LR｛１−Ａ（１−Ｃ）∠φ｝ ──（７） Ｖ_3AR＝Ｖ_R＋Ｖ_LR−Ａ｛Ｖ_L＋Ｖ_LR−Ｃ（Ｖ_R＋Ｖ_LR）｝ ＝Ｖ_R（１＋Ａ・Ｃ・∠φ）−ＡＶ_L∠φ ＋Ｖ_LR｛１−Ａ（１−Ｃ）∠φ｝ ──（８） となり、中央の音声信号は、 Ｖ_LR｛１−Ａ（１−Ｃ）∠φ｝ ──（９） である。

【００４４】一方、左チャンネル信号を例に取ると、
（７）式のＶ_L（１＋Ａ・Ｃ・∠φ）（８）式の−ＡＶ_L
∠φを聴取者位置における合成信号は Ｖ_L（１＋Ａ・Ｃ・∠φ）−ＡＶ_L∠φ＝Ｖ_L｛１＋（Ａ・Ｃ−Ａ）∠φ｝ ───（１０） となり、（９）式の中央音声信号の位相項をできるだけ
小さく、かつ（１０）式の位相項ができるだけ大きい値
となるように、アッテネータ１９Ｌ、１９Ｒのアッテネ
ート量Ｃを決定すれば、音質にほとんど影響なく、ステ
レオ効果を広げることが可能となる。

【００４５】

【発明の効果】上述した如く本発明の音声出力回路に依
れば、左右チャンネル系音声信号に付加信号を付加した
信号を、左右チャンネル系スピーカに対する左右の聴取
位置情報に基づいて制御するようにしているので、音響
機器に対し、聴取位置が前後のみならず左右のどの位置
で聞いても最適なステレオ効果を得ることができる。更
に赤外線リモコンを加えることで、スピーカと聴取者間
距離が求められるので、左右の音量バランス調整も可能
となり、より最適なステレオ効果が得られる。

【００４６】又、付加信号に関しては、ステレオ効果の
拡大といった加工をしても音質にほとんど影響無く行え
る。そして、このアッテネータ２１を制御することによ
り中央の音声を前に出したり後退させたりすることも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る音声出力回路の一実施例を示す
ブロック的電気回路図。

【図２】 聴取者位置による音像図。

【図３】 聴取者位置が音響機器の前方右側にある場合
の音像図。

【図４】 本発明に係る音声出力回路の他の実施例を示
すブロック的電気回路図である。

【図５】 超音波検出用のバンドパスフィルターの特性
を示す図。

【図６】 本発明に係る音声出力回路の他の実施例を示
すブロック的電気回路図である。

【図７】 聴取者位置が音響機器の前方右側にある場合
の赤外線パルスと超音波による信号到達説明図。

【図８】 赤外線パルスと超音波がマイコンに入力され
るタイミングを示す図。

【図９】 図１に示した本発明に係る音声出力回路の動
作を示すフローチャート。

【図１０】 図４に示した本発明に係る音声出力回路の
動作を示すフローチャート。

【図１１】 図６に示した本発明に係る音声出力回路の
動作を示すフローチャート。

【図１２】 本発明に係る音声出力回路の他の実施例を
示すブロック的電気回路図である。

【図１３】 従来の音声出力回路を示すブロック的電気
回路図。

【図１４】 従来の音声出力回路における聴取者位置で
の右チャンネル系音声信号について示す図。

【図１５】 従来の音声出力回路における聴取者位置で
の付加信号ベクトルの角度と大きさの求め方を説明する
ための図。

【図１６】 従来の音声出力回路における右チャンネル
系スピーカの広がり角が３０°の場合を示す図。

【図１７】 従来の音声出力回路における右チャンネル
系スピーカの広がり角が０°の場合を示す図。

【図１８】 従来の音声出力回路の動作説明に供された
フローチャート。

【符号の説明】

２Ｌ、２Ｒ 左右チャンネル系用アッテネータ ３Ｌ、３Ｒ 左右チャンネル系用位相制御回路 ４Ｌ、４Ｒ 左右チャンネル系用遅延回路 ５Ｌ、５Ｒ 左右チャンネル系用加算器 ９Ｌ、９Ｒ 左右チャンネル系スピーカ １０ マイコン １３Ｌ、１３Ｒ バンドパスフィルター １８ 赤外線パルス受光部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左チャンネル系音声信号を付加信号として
   取り出し、レベルを制御すると共に位相反転して、右チ
   ャンネル系音声信号に、また右チャンネル系音声信号を
   付加信号として取り出し、レベルを制御すると共に位相
   反転して左チャンネル系信号に夫々付加する音声出力回
   路において、前記付加信号を付加された左右チャンネル
   系音声信号をそれぞれ受ける遅延回路を設け、かつ、該
   遅延回路に左右チャンネルのスピーカに対する左右方向
   の聴取位置情報に基づいて、前記各左右チャンネル系音
   声信号の遅延時間を制御させる制御手段を設けたことを
   特徴とする音声出力回路。
2. 【請求項２】前記制御手段が、リモートコントローラに
   設けられ超音波を発振する超音波発振器と、前記超音波
   を受ける前記左右チャンネルのスピーカ又はスピーカ部
   に取り付けられた超音波受信素子と、これらスピーカ又
   は超音波受信素子にて受信された超音波を検出する検出
   手段と、該検出手段にて検出された超音波の前記左右チ
   ャンネルのスピーカ又は超音波受信素子に到達する時間
   差を検出する時間差検出手段とから成り、該時間差検出
   手段の出力する時間差データを前記聴取位置情報とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の音声出力回路。
3. 【請求項３】前記制御手段をリモートコントローラに設
   けられ、超音波を発振する超音波発振器と、前記超音波
   を受ける前記左右チャンネルのスピーカと、これらスピ
   ーカにて受信された超音波を検出する検出手段と、該検
   出手段にて検出された超音波の前記左右チャンネルのス
   ピーカに到達する時間差を検出する時間差検出手段と、
   前記リモートコントローラに設けられ、前記超音波発振
   器による超音波の発振と同時に赤外線パルスを出力する
   赤外線発振器と、前記赤外線パルスを受光する赤外線受
   光器と、該赤外線パルス受光器による赤外線パルスの受
   光時点より、前記検出手段による超音波の受信する時間
   を測定する手段と、該手段にて測定した左右チャンネル
   の超音波の受信時間差を計算して前記リモートコントロ
   ーラの位置と左右チャンネルのスピーカ間の距離を求
   め、聴取位置情報とする手段と、該手段の求めた聴取位
   置情報を得て、左右チャンネル系音声信号の利得を調整
   するアッテネータとを備え、かつ、前記聴取位置情報は
   更に前記遅延回路に供給され、該遅延回路にて左右チャ
   ンネル系音声信号の遅延時間を制御するようにしたこと
   を特徴とする請求項１に記載の音声出力回路。
4. 【請求項４】左チャンネル系音声信号を付加信号として
   取り出し、レベルと位相を制御する前に、右チャンネル
   系音声信号をアッテネータに通して減衰させて取り出し
   た信号を反転したものを前記左チャンネル付加信号に付
   加する付加手段を設け、かつ、該付加手段より出力され
   る信号のレベルと位相を制御し、位相反転して左チャン
   ネル系信号に付加する手段を設け、一方、右チャンネル
   系音声信号を付加信号として取り出し、レベルと位相を
   制御する前に、左チャンネル系音声信号をアッテネータ
   に通し減衰させて取り出した信号を反転したものを前記
   右チャンネル付加信号に付加する付加手段を設け、該付
   加手段より出力される信号のレベルと位相を制御し、位
   相反転して右チャンネル系信号に付加する手段を設け、
   左右の音の広がりを制御するようにしたことを特徴とす
   る音声出力回路。