WO2004054321A1

WO2004054321A1 - オーディオ信号の再生方法及び再生装置

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Publication number: WO2004054321A1
Application number: PCT/JP2003/013574
Authority: WO
Inventors: Tetsunori Itabashi; Kohei Asada
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2004-06-24
Also published as: CN1714601A; JP2004193698A; US20050271223A1; EP1571885A1; JP3821229B2; KR20050083765A

Abstract

　本発明は、オーディオ信号の再生装置であり、オーディオ信号がそれぞれ供給されるデジタルフィルタＤＦ0～ＤＦn、ＤＦ0s～ＤＦnsと、スピーカＳＰ0～ＳＰnが配列されて構成されるスピーカアレイ１０Ｌとを備える。デジタルフィルタＤＦ0～ＤＦnの出力をスピーカＳＰ0～ＳＰnに供給する。スピーカＳＰ0～ＳＰnから放射される音波が、壁面で反射してから音場に到達してこの音場に周囲よりも音圧の大きい場所を形成するように、デジタルフィルタＤＦ0～ＤＦnにそれぞれ所定の遅延時間を設定する。デジタルフィルタＤＦ0s～ＤＦnsの出力をスピーカＳＰ0～ＳＰnに供給する。デジタルフィルタＤＦ0～ＤＦnの出力から形成される音のうち、スピーカＳＰ0～ＳＰnから音圧の大きい場所に直接到達する漏れ音を抑制するように、デジタルフィルタＤＦ0s～ＤＦnsにそれぞれ所定の遅延時間を設定する。

Description

明細書オーディオ信号の再生方法及び再生装置技術分野本発明は、ホームシアターなどに適用して好 ¾なオーディオ信号の再生方法及び再生装置に関する。

本出願は、日本国において 2002年 1 2月 9日に出願された日本特許出願番号 2002— 356 1 39を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。罔景技術ホームシアターや A Vシステム（Audio and Visual) などに適用して好適なスピーカシステムとして、特開平 2 - 23979 8号公報に記載されるようなスピ一力アレイがある（例えば、特許文献 1参照）。図 Γは、そのスピーカアレイ 1 ◦の一例を示すもので、このスピーカアレイ 1 0は、多数のスピーカ（スピーカユニット） S P0〜 S Pnが配列されて構成される。この場合、一例どして、 n = 2 55、スピーカの口径は数 cmであり、したがって、実際には、スピーカ SP0〜 S Pnは平面上に 2次元状に配列されることになるが、以下の説明においては、簡単のため、スピーカ S P0~S Pnは水平方向に一列に配列されているものとする。そして、オーディオ信号が、ソース S Cから遅延回路 D L0〜D Lnに供給されて所定の時間 rO〜rnだけ遅延され、その遅延されたオーディオ信号がパワーァンプ P A0~P Anを通じてスピーカ S P0〜S Pnにそれぞれ供給される。なお、遅延回路 D L0〜D Lnの遅延時間て 0〜rnについては、後述する。

すると、いずれの場所においても、スピ一力 S P0〜S Pnから出力される音波が合成され、その合成結果の音圧が得られることになる。そこで、図 1に示すように、スピーカ S P0〜 S Pnにより形成される音場において、任意の場所 Ptgの音圧を周囲よりも高くするには、

L0〜Ln：各スピーカ S P0〜 S Pnから場所 Ptgまでの距離

s ：音速とすると、遅延回路 D L0〜D Lnの遅延時間" τΟ〜τηを、 r0= (Ln- LO) /s

rl= (Ln- LI) / s

て 2= (Ln- L2) /s rn= (Ln- Ln) / s = 0に設定すればよい。

そのように設定すると、ソース S Cから出力されるオーディオ信号がスピーカ S P0〜 S Pnにより音波に変換されて出力されるとき、それらの音波は上式で示される時間 rO〜rnだけ遅れて出力されることになる。したがって、それらの音波が場所 Ptgに到達するとき、すべて同時に到達することになり、場所 .Ptgの音圧は周囲よりも大きくなる。

つまり、スピーカアレイ 1 0は音圧に指向性を持つことになり、並行光が凸レ' ンズにより焦点を結ぶように、スピー力 S P0〜S Pnから出力された音波が場所 Ptgに収斂する。このため、以下、場所 Ptgを「焦点」と呼び、このスピーカァレイ 1 0を焦点型システムと称する。

そして、ホームシアターなどにおいて、上述のようなスピー力アレイ 1 0を使用して 2チャンネルステレオの音場を形成する場合、例えば図 2に示すような配置及び状態とすることができる。すなわち、図 2において、符号 RMは、再生音場となる長方形の部屋（閉空間）を示し、リスナ LSNRの正面の壁面 WLFの左側及び右側に、スピーカアレイ 1 0と同様の左及び右チャンネルのスピーカアレイ 1 0 L、 1 0 Rが配置されている。

そして、図 3に示すように、左側の壁面 WLLを中心にして部屋 RMの虚像 RM 'を考えると、この虚像 RM'は、図 2の閉空間と等価と考えることができるので、スピーカアレイ 1 0 Lの焦点 Ptgをリスナ LSNRの虚像 LSNR'に設定する。

すると、図 2にも示すように、スピ一力アレイ 1 0 Lから放射された音波 AW Lは、壁面 WLLのうち、スピーカアレイ 1 0 Lと虚像 LSNR'とを結ぶ直線が交差する位置で反射してリスナ LSNRの位置に焦点 Ptgを結ぶことになる。同様に、スピ一力アレイ 1 ◦ Rから放射された音波 AWRは、右側の壁面 WLRのうち、スピー力アレイ 1 0 Rとリスナ LSNRの虚像とを結ぶ直線が交差する位置で反射してリスナ LSNRの位置に焦点 Ptgを結ぶことになる。

したがって、リスナ LSNRの位置に左及ぴ右チャンネルの焦点 Ptgが結ばれる.ので、リスナ LSNRは強く音像を知覚することができる。このとき、リスナ LSNRは、スピーカアレイ 1 0 Lの虚像 1 ◦ L，（図 3参照）及びスピーカアレイ 1 0 Rの虚像の方向に、それそれの仮想スピーカを知覚するので、スピーカアレイ 1 0 L、 1 0 Rの設置間隔よりも広いステレオ感を知覚することが.で,きる。

また、図 4は、 4チャンネルステレオの音場を形成する場合を示す。この場合には、左チャンネルのスピーカアレイ 1 0 Lのうち、例えば奇数番目及び偶数番目のスピーカにより左前方チヤンネル及び左後方チャンネルの音波 AWL、 AWL Bを放射させるとともに、音波 AWLは壁面 WLLで反射させてからリスナ LSNRの位置に焦点を結ばせ、音波 AWLBは、壁面 WLL及び後方の壁面 WLBで反射させてからリスナ LSNRの位置に焦点を結ばせる。同様に、. 右チャンネルのスピーカァレィ 1 O Rのうち、例えば奇数番目及び偶数番目のスピーカにより右前方チャンネル及び右後方チャンネルの音波 A WR、 AWRBを放射するとともに、壁面 W.LR、 WLBで反射させてからリスナ LSNRの位置に焦点を結ばせる。

この場合には、リスナ LS皿の後方にスピーカを配置しなくても、サラウンドのステレオ音場を形成することができる。

以上が、スピーカアレイを使用して音場を形成する場合の代表例である。

ところで、実際のスピーカアレイ 1 0においては、スピーカ S P0〜 S Pnから各音波が放射されるとき、それらの音波は、スピーカ S P0〜S Pnから音場のほぼ全方向に広がっていく。このため、図 5にも示すように、リスナ LSNRは、壁面 WLLで反射してからリスナ LSNRの位置に到達する本来の音波 AWLを聴取するとともに、スピーカアレイ 1 0から直接リスナ LSNRに到達する音波 AWncも聴取してしまう。いわば、リスナ LSNRには、スピーカアレイ 1 0 Lから「漏れ音 AWn c」が閬こえることになる。

この場合、本来の音波 AWLを構成する各音波に対して、それらの時間遅れがリスナ LSNRの位置で揃うように、遅延時間て 0〜て nが設定されているので、漏れ音 AWncを構成する各音波は時間遅れがばらついていることになる。したがって、リスナ LSNRの位置で、各音波が合成されても、その音圧は大きくはならない。つまり、漏れ音 AWncの音圧は、本来の音波 AWLよりも小さい。

しかし、漏れ音 AWncは音圧が小さくても、その漏れ音 AWncを構成する各音波の時間遅れは、本来の音波 A WLに対してばらついている。

このため、リスナ LS皿は、本来の音波 AWLを聴取すると同時に、この音波 AW Lに対して時間遅れのある漏れ音 AWncを聴取することになる。そして、このことは、右チャンネルのスピーカアレイ 1 0 R及び音波 AWRやその漏れ音 AWncについても同様である。この結果、スピーカアレイ 1 0 L、 1 0 Rの再生音は、漏れ音 AWnc、 AWncにより品質が低下してしまう。

また、本来の音波 AWL、 AWRの経路が長い場合、本来の音波 AWL、 WARと、漏れ音 AWnc、 AWncとの時間差が大きくなり、両者が分離して閬こえてしまう。例えば、図 4に示すサラウンドステレオのスピーカシステムの場合、後方チャンネルの音波 AWLB、 AWRBの経路は、図 2に示す 2チャンネルステレオのスピーカシステムの音波 AWL、 AWRの経路よりも長くなるので、音波 AWLB、 AWRB と漏れ音 AWnc、 AWncとの時間差がより大きくなり、両者がよりはっきり'と分離して聞こえるようになる。発明の開示本発明の目的は、上述したような従来の技術が有する問題点を解決することができる新規なオーディオ信号の再生方法及び再生装置を提供することにある。本発明に係るオーディオ信号の再生方法は、オーディオ信号を第 1の複数のデジ夕ルフィル夕にそれぞれ供給し、第 1の複数のデジタルフィル夕の出力を、スピー力アレイを構成する複数のスピー力のそれぞれに供給して音場を形成し、オーディォ信号が第 1の複数のデジタルフィルタ及び複数のスピー力のそれそれを介して音場内の第 1のポィントに到達するまでのそれぞれの伝搬遅延時間が一致するように、第 1の複数のデジタルフィル夕にそれそれ所定の遅延時間を設定し、オーディオ信号を第 2の複数のデジタルフィルタにそれぞれ供給し、第 2 の複数のデジタルフィルタの出力を複数のスピーカのそれそれ供給し、第 1の複数のデジタルフィル夕の出力から形成される音のうち、音場内の第 2のポイントにおける音を制御するように、第 2の複数のデジタルフィル夕にそれそれ所定の伝達特性を設定する。

本発明に係る他のオーディオ信号の再生方法は、オーディオ信号を第 1の複数のデジタルフィル夕にそれそれ供給し、第 1の複数のデジタルフィルタの出力を、第 1のスピー力アレイを構成する複数のスピー力のそれぞれに供給して音場を形成し、ォ一ディォ信号が第 1の複数のデジタルフィルタ及び第 1のスピーカァレィのそれぞれのスピー力を介して音場内の第 1のポイントに到達するまでのそれそれの伝搬遅延時間が一致するように、第 1の複数のデジタルフィル夕にそれそれ所定の遅延時間を設定し、オーディオ信号を第 2の複数のデジ夕ルフィル夕にそれぞれ供給し、第 2の複数のデジタルフィル夕の出力を第 2のスピーカアレイを構成する複数のスピ一力のそれそれに供給し、第 1の複数のデジタルフィル夕の出力から形成される音のうち、音場内の第 2のポィントにおける音を制御するように、第 2の複数のデジタルフィル夕にそれそれ所定の伝達特性を設定する。本発明に係るオーディオ信号の再生装置は、オーディオ信号がそれぞれ供給される第 1の複数のデジタルフィルタと、オーディオ信号がそれそれ供給される第 2の複数のデジタルフィル夕と、複数のスピー力が配列されて構成されるスピー力アレイとを有し、第 1の複数のデジタルフィルタの出力を、複数のスピーカのそれそれに供給して音場を形成し、オーディオ信号が第 1の複数のデジタルフィルタ及.び複数のスピー力のそれぞれを介して音場内の第 1のポィントに到達するまでのそれぞれ伝搬遅延時間が一致するように、第 1の複数のデジタルフィル夕にそれぞれ所定の遅延時間を設定し、第 2の複数のデジタルフィル夕の出力を複数のスピーカのそれぞれに供給し、第 1の複数のデジタルフィルタの出力から形成される音のうち、音場内の第 2のポイントにおける音を制御するように、第 2 の複数のデジタルフィル夕にそれそれ所定の伝達特性を設定する。

このオーディオ信号の再生装置は、さらに、第 1の複数のデジタルフィルタの出力と、第 2の複数のデジタルフィル夕の出力とがそれぞれ供給される複数の減算回路を有し、この複数の減算回路の出力を上記複数のスピーカにそれそれ供給する。

本発明に係る他のオーディオ信号の再生装置は、オーディオ信号がそれそれ供給される第 1の複数のデジタルフィルタと、オーディオ信号がそれぞれ供給される第 2の複数のデジタルフィルタと、複数のスピー力が配列されて構成される第 Γのスピーカアレイと、複数のスピー力が配列されて構成される第 2のスピ一力アレイとを有し、第 1の複数のデジタルフィル夕の出力を、第 1のスピーカァレィを構成する複数のスピー力のそれぞれに供給して音場を形成し、オーディオ信号が上記第 1の複数のデジタルフィル夕及び上記第 1のスピー力アレイのそれそれのスピ一力を介して音場内の第 1のポィントに到達するまでのそれそれの伝搬遅延時間が一致するように、第 1の複数のデジタルフィル夕にそれぞれ所定の遅延時間を設定し、オーディオ信号を第 2の複数のデジタルフィルタの出力にそれそれ供給し、第 2の複数のデジタルフィルタの出力を第 2のスピ一力アレイを構成する複数のスピ'一力アレイのそれぞれに供給し、第 1 'の複数のデジタルフィル夕の出力から形成される音のうち、音場内の第 2のポィントにおける音を制御するように、第 2の複数のデジタルフィルタにそれそれ所定の伝達特性を設定する _t 本発明においては、

本発明の,更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以.下におい' て図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう ₍ 図面の簡単な説明図 1は、ホームシアターや A Vシステムに用いられるスピーカシステムを構成するスピーカアレイを示すプロヅク図である。

図 2は、 2チャンネルステレオのスビーカシステムにおける音場が形成される状態を示す平面図である。

図 3は、 2チャンネルステレオのスピーカシステムにおいて、音場の虚像が形成される状態を平面図である。

図 4は、 4チャンネルステレオのスピーカシステムにおける音場が形成される状態を示す平面図である。図 5は、 4チャンネルステレオのスピーカシステムから放射される音をリスナが聴取する状態を示す平面図である。

図 6は、本発明が適用されたスピーカアレイを用いて'、音圧増強点 Ptg及び音 . 圧低減点 P ncを音場の必要とする場所に設定する状態を説明する図である。

図 7 Aは本来の音波 A WL及び漏れ音 AWncがスピ一力アレイからリスナ LSNRに到達する状態を示す平面図であり、図 7 Bはスピーカアレイからリスナ LSNRの位置を焦点とする別の音波 AWsが放射される状態を示す平面図であり、図 7 Cはスピ一力アレイから放射された漏れ音 AWncがリスナ LSNRの位置において、逆相同レベルの音波 AWsにより相殺される状態を示す平面図である。

図 8は、本発明が適用された再生装置の一例を示すプロック図である。

図 9は、本発明が適用された再生装置の他の例を示すプロヅク図である。

図 1 0は、本発明が適用されたスピ力アレイを用いて 4チャンネルステレオの再生装置を構成した例を示すブロック図である-。

図 1 1は、左チャンネルの漏れ音 AWncを右チャンネルのスピーカアレイから音波 AWsを放射する ·ことにより相殺する状態を示す平面図である。

図 1 2は、スピーカアレイ 1 0 L、 1 O Rを 1つのスピーカアレイにより構成した例の音場を示す平面図である。発明を実施するための最良の形態まず、本発明の概要を図 6を参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするため、複数個のスピー力 S P0〜 S Pnが水平方向に一列に配列されてスピ一カァレイ 1 0が構成され、そのスピーカアレイ 1 0が前述した図 6に示す焦点型のスピーカシステムに適用された例を挙げて説明する。

ここで、リスナ LSNRの位置を点 Pncとすると、この点 Pncにおける漏れ音 AW ncを低減することになるが、この低減点 Pncは焦点 Ptgでもある。つまり、漏れ音 AWncの低減点 Pncと、焦点 Ptgとは一致する。しかし、図 5にも示すように、スピーカアレイ 1 0から焦点 Ptgまでの音波 AWの経路と、漏れ音 AWncの経路とは異なるので、図 6に示すように、焦点 Ptgの位置と、漏れ音 AWncの低減点 Pncとが異なるものとなる。

この遅延回路 D L0〜D Lnのそれそれを F I R (Finite Impulse Response) デジタルフィルタにより実現するものとし、図 6に示すように、その F I Rデジタルフィルタ D L0〜： D Lnのフィルタ係数が、それそれ値 C F0〜 C Fnで示されるとする。

そして、 F I Rデジタルフィル夕 D L0〜D Lnにインパルスを入力し、点 Ptg で、スピーカアレイ 1 0の出力音を測定する。なお、この測定は、 F I Rデジ夕ルフィルタ D L0〜！） Lnを含む再生システムの持つサンプリング周波数あるいはそれ以上のサンプリング周波数で行う。

すると、点 Ptg、 Pncにおいて測定される応答信号は、すべてのスピーカ SP 0〜 S P nから出力される音が空間を伝播して音響的に加算された和信号となる。そして、このとき、説明を容易にするため、スピーカ SP0〜SPnから出力される信号は、 F I Rデジタルフィルタ D L0~D Lnによって遅延の与えられたィンパルス信号であるとする。なお、以下においては、この空藺伝播を経て加算された応答信号を「空間合成インパルス応答」と称する。

そして、点 Ptgは、こ'こに焦点を作る目的で F I Rデジタルフィルタ D L0〜D Lnの遅延成分を設定しているので、点 Ptgで測定される空間合成ィンパルス応答 Itgは、図 6に示すように、 1つの大きなインパルスとなる。また、空間合成ィンパルス応答 I tgの周波数応答（振幅部） Ftgは、時間波形がインパルス状なので、全周波数帯域で平坦となる。したがって、点 Ptgは、上述のように音圧の増強された焦点となる。

なお、実際には、各スピーカ SP0〜SPnの周波数特性、空間伝播時の周波数特性変化、行路途中の壁の反射特性、サンプリング周波数などによって規定される時間軸のずれなどにより、空間合成ィンパルス応答 I tgは正確なィンパルスとはならないが、ここでは簡単のため、理想的なモデルで記している。

一方、低減点 Pncで測定される空間合成インパルス応答 Incは、それそれ時間軸情報を持つインパルスの合成と考えられ、図 6に示すように、ある程度の幅を持ってインパルスが分散している信号であることがわかる。なお、図 6においては、インパルス応答 Incが等間隔で並ぶパルス列となっているが、一般にはそのパルス列の間隔は等間隔とはならない。

この空間合成ィンパルス応答 Incは、図 6に示すようなフィル夕係数 C F0s〜 C Fnsを有する空間的な Fェ Rデジタルフィルタによるものと考えることができ、低減点 Pncを焦点とするスピーカアレイで実現することができる。つまり、 F I Rデジ夕ルフィル夕を使用したスピーカアレイを用意し、その F I Rデジタルフィル夕のフィル夕係数 C F0s〜C Fnsを図 6に示す値に設定すれば、低減点 Pnc 'を焦点とする空間合成ィンパルス応答 I ncを得ることができる。

そこで、本発明においては、例えば図 7 A〜図 7 Cに示すようにして漏れ音 A Wncを低減する。なお、図 7 A〜図 7 Cにおいては、左チャンネルについてのみ示す。すなわち、図 7 Aに示すように、本来の音波 AWL及び漏れ音 AWncがスピ —力アレイ 10 Lからリスナ LSNRに到達するとき、図 7 Bに示すように、スピー力アレイ 1 0 Lから低減点 Pnc (リスナ LSNRの位置）を焦点とする別の音波 A W . sを放射する。図 7 Bに示す音波 AWsは、漏れ音 AWncとは、周波数特性及びレベルが等しく、位相が逆相とする。その音波 AWsは、図 6のフィル夕係数 CF0 s〜C Fnsを有する別の F I Rデジタルフィルタにより形成する。

上述したように、スピーカアレイ 1 0 Lから低減点 Pnc (リスナ LSNRの位置）を焦点とする別の音波 A W sが、漏れ音 A Wncとは周波数特性及びレべル.が等しく、位相が逆相とすることにより、図 7 Cに示すように、スピーカアレイ 1 0 から放射された漏れ音 AWncは、リスナ LSNRの'位置において、逆相同レベルの音波 A Wsにより相殺され、リスナ LSNRには本来の音波 AWLだけが聴取される。

第 1の実施例

次に、本発明を再生装置に適用した第 1の実施例を図 8を参照して説明する。なお。図 8においては、 2チャンネルステレオにおける左チャンネルについてのみ示す。

すなわち、ソース S Cから左及び右チヤンネルのデジ夕ルオーディォ信号 L、 Rが取り出され、その左チャンネルの信号が？¹ I Rデジタルフィル夕 D F0〜D Fnに供給される。この F I Rデジタルフィルタ D F0〜D Fnは、オーディオ信号 Lに対して所定の遅延を行うものであり、前述した図 2に示すように、スピーカアレイ 1 0 Lから放射される音波 AWLが、左側の壁面 WLLで反射してリスナ LS 皿の位置に焦点 Ptgを結ぶように、その遅延時間て0〜て nが設定される。また、この遅延時間 rO〜rnの設定は、； F I Rデジタルフィル夕 D F0〜D Fnのフィル夕係数 C F0〜C Fnを所定の値に設定することにより実現される。

この F I Rデジタルフィルタ D F0〜D Fnの出力信号が、減算回路 S T0〜 S T ηを通じてパワーアンプ P A0〜P Anに供給され、 D/A (Digital to Analog) 変換されてからパワー増幅され、あるいは D級増幅され、その増幅出力がスピー '力 S P0〜S Pnに供給される。

. さらに、ソース S Cかちのデジ夕ルオーディオ信号が、別の F I Rデジタルフィル夕 D F0s〜D Fnsに供給され、そのフィルタ出力が減算回路 S TO- S Tn に供給される。この場合、 F I Rデジタルフィルタ D F0s~D Fnsは、図 6及び図 7により説明したフィルタ係数 C F0s〜C Fnsを有するものであり、図 6に示す空間合成インパルス応答 Incを実現するものである。そして、'減算回路 S T0 S Tnにおいて、フィルタ D F0〜D Fnの出力からフィ.ルタ D F0s〜D Fnsの出力が減算される。

また、図示はしないが、ソース S Cから取り出された右チャンネルのデジタルオーディオ信号 Rも同様に処理され、右チャンネルのスピーカアレイ 1 ORに供給される。

このような構成を備えることにより、ソース S Cから出力された左チャンネルのォ一ディォ信号 Lのうち、 F I Rデジタルフィル夕 D F0~D Fnを通じてスピ一力 S P0〜S Pnに供給された信号により、スピーカアレイ 1 0 Lから本来の音波 AWLが放射され、この音波 AWLが、例えば図 7 Aに示すように、壁面 WLLで反射してからリスナ L S NRの位置に焦点を結ぶ。

但し、これだけでは、図 7 Aに示すように、スピーカアレイ 10 Lから漏れ音 AWncを生じてしまう。このとき、ソース S Cから出力された左チャンネルの信号 Lのうち、 F I Rデジタルフィルタ DF0s〜D Fnsを通じてスピーカ SP0〜S Pnに供給された信号により、スピーカアレイ 1 0 Lから音波 AWsが放射され、この音波 AWsが、例えば図 7 Bに示すように、直接リスナ LSNRの位置に到達して焦点を結ぶ。

この音波 AWsの空間合成ィンパルス応答は、フィル夕係数 C F0s〜C Fnsを設定することにより、漏れ音 AWncの空間合成ィンパルス応答 Incと等しくされている。このとき、フィル夕 D F0s〜D Fnsの出力は、減算回路 S T0〜S Tnにおいて、フィルタ D F0~D Fnの出力に対して位相反転されて加算されている。この結果、リスナ LSNRの位置では、音波 AWsは、漏れ音 AWncと周波数成分が同一となるとともに、位相が逆となるので、漏れ音 AWncは音波 AWsにより相殺される。したがって、図 7 Cに示すように、リスナ LSNRには、本来の音波 AWUま到達するが、漏れ音 AWncはほとんど聞こえないことになる。また、スピーカァレイ 1 0 Rについても同様の動作となり、スピ一力アレイ 1 0 Rから放射される音波 AWRに漏れ音を生じても、その漏れ音は相殺され、リスナ LSNRにはほとんど知覚されないことになる。

こうして、図 8に示すスピ一力アレイ装置によれば、リスナ LSNRの前方に配置したスピーカアレイ 1 O.L、 1 0 Rにより 2 'チャンネルステレオの再生を行うことができるとともに、このとき、漏れ音 AWncと等価な信号を形成し、この信号を本来のオーディオ信号に減算して漏れ音 AWncがリスナ LSNRに聞こえないようにしているので、漏れ音 AWncによる音質の低下を防ぐことができる。

なお、スピーカアレイ 1 0 Lが本来の音波 A WLを放射するとき、図 7 Aにすように、漏れ音 AWncを生じるように音波 AWsを放射するとき、 .そ.の一部が図 7. Aに示す音波 AWLと同じ経路を通じてリスナ LSNRに到達し、これが新たな漏れ音となる可能性がある。しかし、漏れ音 AWncは本来の音波 AWLに比べてレベルが小さいので、その漏れ音 AWncを相殺するための音波 AWsのレベルも小さく、この小さいレベルの音波 A Wsの一部が新たな漏れ音となるのであるから、この漏れ音のレベルは十分に小さく、無視することができる。

第 2の実施例

次に、本発明の第 2の実施例を図 9を参照して説明する。

図 9に示す例においては、漏れ音 AWncと同成分 · 同レベルで逆相の音波 AW sを、スピーカ SP0〜SPnとは別のスピーカから放射して漏れ音 AWncを相殺するようにした場合である。なお、この例においても、 2チャンネルステレオにおける左チャンネルについてのみ示す。

すなわち、スピーカアレイ 1 0 が、第 1組のスピーカ SP0〜SPnと、第 2 組のスピーカ S P0s〜S Pnsとから構成される。そして、ソース S Cから左及び '右チヤンネルのデジタルオーディォ信号 L、 Rが取り出され、その左チャンネルの信号 Lが、 F I Rデジタルフィル夕 D F0〜D Fn及びパワーアンプ； P A0〜P A nを通じてスピーカ SP0〜SPnに供給される。さらに、ソース S Cからの左チヤンネルの信号 Lが、 F I Rデジタルフィル夕 D F0s〜D Fns及びパワーアンプ P A0s〜P Ansを通じてスピーカ S P0s〜S Pnsに供給される。

この場合、 F I Rデジタルフィルタ D F0〜D Fn、 D F0s〜DFnsは、第 1の実施例と同様とされる。また、パワーアンプ P AOs〜； P Ans.とスピーカ S P0s~ S Pnsとの接続は、パワーアンプ P A 0〜P Anとスピーカ S P0〜 S Pnとの接続に対して、逆極性とされる。

このような構成によれば、スピー力 S P0~S Pnから本来の音波 AWLが放射され、例えば図 ·7 Α·に示すように、壁面 WLLで反射してからリスナ. LSNRの位置に焦点を結ぶ。そして、このとき、スピーカ SP0〜SPnから漏れ音 AWncを生じている。

このとき、： F I Rデジ夕ルフィルタ D F0s〜D Fnsの出力がパワーアンプ P A Os〜P Ansを通じてスピーカ S P0s〜S Pnsに逆極性で供給されるので、スピー力 SR0s〜SPns:からは、図 7 Bに示すように、漏れ音 AWncと周波数成分及びレベルが同一で逆相の音波 A Wsが放射され、この音波 A Wsにより漏れ音 AWnc が相殺される。したがって、図 7 Cに示すように、リスナ LSNRには、本来の音波 AWLは到達するが、漏れ音 AWncはほとんど聞こえないことになる。

また、スピーカアレイ 1 0 Rについても同様の動作となり、スピーカアレイ 1 0 Rから放射される音波 AWRに漏れ音を生じても、その漏れ音は相殺され、リスナ LSNRにはほとんど知覚されないことになる。

こうして、図 9のスピーカアレイ装置においては、スピーカ S P0〜 S Pnにより生じる漏れ音 AWncが、スピーカ S P0s〜S Pnsから放射される音波 AWsにより相殺されるので、漏れ音 AWncが十分に抑制された 2チャンネルステレオの再生を行うことができる。

第 3の実施例

次に、本発明の第 3の実施例を図 9を参照して説明する。図 1 0に示す例においては、前述した図 4に示す 4チャンネルステレオを実現するとともに、その漏れ音を抑制するようにした場合である。なお、この例においては、 4チヤンネルステレオにおける左前方チャンネル及び左後方チャンネルについてのみ示す。

すなわち、ソース S Cから左前方、左後方、右前方、右後方チャンネルのデジタルオーディオ信号 L、 LB、 R、 RBが取り出される。そして、左前方チャンネルの信号 L'について、 F I Rデジタルフィル夕 D F0〜D Fn、 DF0s〜D Fns 及び減算回路 S T0〜S Tnが図 8におけるそれと同様に構成され、減算回路 S Τ (！〜 S Tnの出力が、加算回路 AD0〜ADn通じて、さらに、パワーアンプ； PA0〜 PAnを通じて左チャンネルのスピーカアレイ 1 0 Lのスピーカ SP0〜SPnに供給される。

さらに、左後方チャンネルの信号 L Bについて、 F I Rデジタルフィルタ D F 0B〜D FnB、 D F0sB〜D FnsB及び減算回路 S T0B〜 S T nBが左前方チャンネルにおけるそれと同様に構成され、減算回路 S T0B〜 S TnBの出力が、加算回路 A DO^ADnに供給される。

じたがって、図 4に示すように、デジタルフィル夕 D F0〜： D Fn、 D FOLB〜D nLBのフィル夕係数 C FO〜C Fn、 C FOLB〜 C F.nLBを所定の値に設定しておくことにより、スピーカアレイ 1 0 Lから左前方チャンネル及び左後方チャンネルの音波 AWL、 AWLBが放射され、音波 AWLが壁面 WLLで反射してからリスナ L SNRの位置に焦点を結び、音波 AWLBが壁面 WLL及び後方の壁面で反射してからリスナ LSNRの位置に焦点を結ぶ。

このとき、スピ一力アレイ 1 0 Lからオーディオ信号 L、 L Bに基づく左前方チャンネル及び左後方チャンネルの漏れ音 AWnc、 AWncが放射されるはずである力この漏れ音 AWnc、 AWncは、 F I Rデジタルフィルタ D F Os〜 D F ns、 D FOsB〜D FnsBの出力によりそれぞれ相殺され、リスナ LS皿に聞こえることはない。

さらに、右前方チャンネル及び右後方チャンネルについても同様に構成され、図 4に示すように、スピーカアレイ 1 0 Rから右前方チャンネルの音波 A WR及び右後方チャンネルの音波 AWRBが放射されてリスナ LSNRの位置に焦点を結ぶ。そして、このとき、オーディオ信号 R、 R Bに基づく右前方チャンネル及び右後方チャンネルの漏れ音 A Wnc、 A Wncはそれそれ相殺され、リスナ LSNRに閬こえることはない。

したがって、図 1 0に示すスピーカアレイ装置によれば、漏れ音 A Wncが十分に抑制された 4チャンネルステレオの再生を行うことができる。

上述においては、図 7 A〜図 7 Cに示すように、左チャンネルの漏れ音 A Wnc を左チャンネルのスピー力アレイ 1 0 Lから音波 A Wsを放射することにより相殺しているが、'図 1 1に示すように、左チャンネルの漏れ音 A Wncを右チャンネルのスピーカアレイ 1 O Rから音波 A Wsを放射することにより相殺することもできる。また、スピーカアレイ 1 0 L、 1 O Rを、図 1 2に示すように、 1つのスピ一力アレイ 1 0とすることもできる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるもので-はなく、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。産業上の利用可能性上述したように、本発明によれば、スピ一力アレイ装置において生じる漏れ音を、 'この漏れ音と等価な信号を形成して相殺しているので、漏れ音による音質の低下を防く、ことができる。

Claims

請求の範囲

1 . オーディオ信号を第 1の複数のデジタルフィルタにそれそれ供給し、.

上記第 1の複数のデジタルフィルタの出力を、スピーカアレイを構成する複数のスピ一力のそれそれに供給して音場を形成し、

上記オーディオ信号が上記第 1の複数のデジタルフィルタ及び上記複数のスピ一力のそれぞれを介して上記音場内の第 1のポィントに到達するまでのそれそれの伝搬遅延時間が一致するように、上記第 1の複数のデジタルフィルタにそれそれ所定の遅延時間を設定し、

上記オーディォ信号を第 2の複数のデジタルフィル夕にそれそれ供給し、上記第 2の複数のデジタルフィル夕の出力を上記複数のスピーカのそれそれ供給し、 - 上記第 1·の複数のデジタルフィル夕の出力から形成される音のうち、上記音場内の第 2のボイントにおける音を制御するように、上記第 2の複数のデジタルフィルタにそれそれ所定の伝達特性を設定するようにしたオーディオ信号の再生方法。

2 . 上記スピーカアレイから放射される音波は、壁面で反射され上記第 1のポィントに到達することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のオーディオ信号の再生方法。 .

3 . 上記第 2のポイントは、上記第 1のポイントと実質的に同一であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のオーディオ信号の再生方法。

4 . ォ一ディォ信号を第 1の複数のデジタルフィルタにそれそれ供給し、上記第 1の複数のデジタルフィルタの出力を、第 1のスピーカアレイを構成する複数のスビーカのそれそれに供給して音場を形成し、

上記オーディオ信号が上記第 1の複数のデジタルフィルタ及び上記第 1のスピ一力アレイのそれそれのスピー力を介して上記音場内の第 1のポイントに到達するまでのそれそれの伝搬遅延時間が一致するように、上記第 1の複数のデジタルフィルタにそれぞれ所定の遅延時間を設定し、

上記オーディオ信号を第 2の複数のデジタルフィル夕にそれぞれ供給し、上記第 2の複数のデジタルフィル夕の出力を第 2のスピ一力アレイを構成する複数のスピー力のそれぞれに供給し、

上記第 1の複数のデジタルフィルタの出力から形成される音のうち、上記音場内の第 2のポィントにおける音を制御するように、上記第 2の複数のデジタルフィル夕にそれぞれ所定の伝達特性を設定するようにしたオーディオ信号の再生方法。

5 . 請求の範囲第 4項記載のオーディオ信号の再生方法において、

上記第 1のスピーカアレイから放射される音波は、壁面で反射され上記第 1.のポイントに到達することを特徴とするオーディオ信号の再生方法。

6 . 上記第 2のポイントは、上記第 1のポイントと実質的に同一であることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のオーディオ信号の再生方法。

7 . オーディオ信号がそれそれ供給される第 1の複数のデジタルフィル夕と、上記オーディオ信号がそれそれ供給される第 2の複数のデジタルフィル夕と、複数のスピーカが配列されて構成されるスピーカアレイとを有し、

上記第 1の複数のデジタルフィル夕の出力を、上記複数のスピーカのそれぞれに供給して音場を形成し、

上記オーディオ信号が上記第 1の複数のデジタルフィル夕及び上記複数のスピ

—力のそれそれを介して上記音場内の第 1のポイントに到達するまでのそれそれ伝搬遅延時間が一致するように、上記第 1の複数のデ.ジタルフィル夕にそれそれ所定の遅延時間を設定し、

上記第 2の複数のデジタルフィル夕の出力を上記複数のスピーカのそれそれに供給し、

上記第 1の複数のデジタルフィル夕の出力から形成される音のうち、上記音場内の第 2のボイントにおける音を制御するように、上記第 2の複数のデジタルフィルタにそれそれ所定の伝達特性を設定するようにしたオーディオ信号の再生装置。

8 . 上記スピーカアレイから放射される音波は、壁面で反射され上記第 1のポィントに到達することを特徴とする請求の範囲第 7項記載のオーディオ信号の再生装置。

9 . 上記第 2のポイントは、上記第 1のポイントと実質的に同一であることを特徴とする請求の範囲第 8項記載のオーディオ信号の再生装置。

1 0 . 上記第 1の複数のデジタルフィル夕の出力と、上記第 2の複数のデジタルフィル夕の出力とがそれぞれ供給される複数の減算回路を有し、この複数の減算回路の出力を上記複数のスピーカにそれそれ供給するようにした請求の範囲第 7 項記載のオーディオ信号の再生装置。

複数のスピーカが配列されて構成される第 2のスピーカアレイとを有し、上記第 1の複数のデジタルフィル夕の出力を、第 1のスピーカアレイを構成する複数のスピーカのそれそれに供給して音場を形成し、

上記オーディオ信号が上記第 1の複数のデジタルフィル夕及び上記第 1のスピ一力アレイのそれそれのスピ一力を介して上記音場内の第 1のポイントに到達するまでのそれそれの伝搬遅延時間が一致するように、上記第 1の複数のデジタルフィル夕にそれそれ所定の遅延時間を設定し、

上記オーディオ信号を第 2の複数のデジタルフィル夕の出力にそれぞれ供給し、上記第 2の複数のデジタルフィル夕の出力を第 2のスピーカアレイを構成する複数のスピーカアレイのそれぞれに供給し、

上記第 1の複数のデジタルフィル夕の出力から形成される音のうち、上記音場内の第 2のポィントにおける音を制御するように、上記第 2の複数のデジタルフィル夕にそれぞれ所定の伝達特性を設定するようにしたオーディオ信号の再生装

1 2 . 上記第 1のスピ一力アレイから放射される音波は、壁面で反射され上記第 1のポィントに到達することを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載のオーディオ信号の再生装置。

1 3 . 上記第 2のポィントは、上記第 1のポィントと実質的に同一であることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載のオーディオ信号の再生装置。