专利汇可以提供Sound field controller专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE: To recover the left/right directivity and to reproduce a sound field that enhances a sense of reality by controlling the output of the (L-R) signal by the use of a simple constitution.
CONSTITUTION: The inputted stereo L and R signals are detected by the detection circuits 13 and 14, and the sound volume levels of both signals are outputted. The output |L| of the circuit 13 is subtracted by the output |R| of the circuit 14 by a subtractor 18 as |L|-|R|. This |L|-|R| is inputted to a VCA (volume control amplifier) control circuit 30 which outputs the voltage to control the levels of the VCA 31 and 32. Then R=0 and |L|-|R|≫0 are satisfied for the sound to be localized to the left, and S=α.L-(2-α).R=-2R'=0 is satisfied. Thus the sound is localized to the left. So is for the sound to be localized to the right. Thus it is possible to recover the left/right directivity while keeping a satisfactory sound effect.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO,下面是Sound field controller专利的具体信息内容。
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、左右2チャンネルからなるステレオ信号をサラウンド処理する音場制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、2チャンネルステレオ信号からステレオ差信号(L−R)を取り出し遅延処理することで、より豊かな臨場感を再現するサラウンド機能が、
多く取り入れられている。
【0003】以下図8を参照しながら、その一例について説明する。 図8において、1は右(R)チャンネル信号入力端子、2は左(L)チャンネル信号入力端子、3
は(L−R)信号検出回路、4は低域通過フィルター、
5は位相遅延回路、6、7は加算器、8は反転アンプ、
9はLチャンネル用パワーアンプ、10はRチャンネル用パワーアンプ、11はLチャンネル用スピーカー、1
2はRチャンネル用スピーカーである。
【0004】(L−R)信号検出回路3により検出された(L−R)信号は、低域通過フィルター4を通過した後、位相遅延回路5により遅延され(以下遅延された(L−R)信号を(L−R)'と表現する。)、サラウンド信号(以下S信号とする。)とされ、Lチャンネルには加算器6にて正相加算され、Lチャンネル用パワーアンプ9を介してスピーカー11よりL+(L−R)'
が、左前方から音として再生され、Rチャンネルには、
定位を散らすため反転アンプ8を介し加算器7にて逆相加算され、Rチャンネル用パワーアンプ10を介してスピーカー12よりR−(L−R)'が、右前方から音として再生される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の構成では、常に左右のステレオ信号を減算した(L
−R)信号を遅延させ、S信号として出力しているために、本来左に定位すべき音のとき、即ち入力R信号が0
のとき、Rチャンネル用パワーアンプ10からR−(L
−R)'=−L'(L'は遅延されたL信号を表す。)
が出力され、右のスピーカーからも入力L信号が出力される。 このため音像が左に正確に定位しない。 右に定位すべき音の場合も同様である。 即ちステレオ信号が本来的に有している左右の方向性が損なわれるという欠点があった。
【0006】本発明は、前記従来の問題点を解決するもので、本来のS信号を抽出することでサラウンド効果を維持しながら、左右の方向性を再現でき、かつ、そのための回路を簡単に構成することができる音場制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
(手段1)前記の目的を達成するために本発明の請求項1記載の音場制御装置は、Lチャンネル信号とRチャンネル信号をそれぞれ検波する検波回路と、前記検波回路それぞれの出力レベルの大小を判定するレベル検出器と、それぞれのレベル検出器でどちらかが小と判定したとき(L−R)信号を通過させないように切り換えるスイッチとスイッチ制御回路とを従来構成に付加している。
【0008】(手段2)前記の目的を達成するために本発明の請求項2記載の音場制御装置は、Lチャンネル信号とRチャンネル信号をそれぞれ検波する検波回路と、
前記2つの検波回路間で出力の差が大きいとき(L−
R)信号のレベルを下げる音量制御増幅器(以下VCA
とする。 )とこのVCAを制御する回路とを従来構成に付加している。
【0009】(手段3)前記の目的を達成するために本発明の請求項3記載の音場制御装置は、(L−R)信号と(L+R)信号をそれぞれ検波する検波回路と、前記(L+R)信号検波回路の出力レベルが前記(L−R)
信号検波回路の出力以上のとき(L−R)信号を通過させないように切り換えるスイッチとスイッチ制御回路を従来構成に付加している。
【0010】(手段4)前記の目的を達成するために本発明の請求項4記載の音場制御装置は、Lチャンネル信号とRチャンネル信号をそれぞれ検波する検波回路と、
前記2つの検波回路の出力の差に応じてL信号とR信号のゲインをそれぞれコントロールするVCAと、前記2
つのVCAの出力を減算しS信号とする回路を従来構成に付加している。
【0011】
(作用1)手段1の構成によって、Lチャンネル信号とRチャンネル信号とで、どちらかの入力レベルが規定レベルより小のとき、S信号はないと判定され(L−R)
信号は出力されない。 このため左に定位すべき音は正確に左に定位し、右に定位すべき音も同様である。
【0012】(作用2)手段2の構成によって、Lチャンネル信号とRチャンネル信号との間で、音量レベルの差が大きくなるに従い(L−R)信号のレベルが下がり、その差が十分大きいところでは(L−R)信号のレベルは0となり、S信号は0となる。 このため左に定位すべき音は正確に左に定位し、右に定位すべき音も同様である。
【0013】(作用3)手段3の構成によって、(L+
R)信号のレベルが(L−R)信号のレベル以上のとき、S信号はないと判定され(L−R)信号は出力されない。 このため左に定位すべき音は正確に左に定位し、
右に定位すべき音も同様である。
【0014】(作用4)手段4の構成によって、Lチャンネル信号の音量レベルがRチャンネル信号の音量レベルに比べて十分大きくなると、L信号をコントロールするVCAのゲインがしだいに下がり0となり、同時にR
信号をコントロールするVCAのゲインがしだいに上がり2となる。 このときS信号は−2Rとなり、S信号の音量はL信号に比べて十分小さいので音像は正確に左に定位する。 逆にRチャンネル信号の音量レベルがLチャンネル信号の音量レベルに比べて十分大きくなると、R
信号をコントロールするVCAのゲインがしだいに下がり0となり、同時にL信号をコントロールするVCAのゲインがしだいに上がり2となる。 このときのS信号は2Lとなり、S信号の音量はR信号に比べて十分小さいので音像は正確に左に定位する。
【0015】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例における音場制御装置について、図1、図2を参照しながら詳細に説明する。 なお、図面の説明において図8と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0016】図1は、本発明の第1の実施例における音場制御装置の基本構成ブロック図である。 図1において、13はLチャンネル信号検波回路、14はRチャンネル信号検波回路、15はLチャンネル用レベル検出器、16はRチャンネル用レベル検出器、17はスイッチ制御回路、S1はスイッチである。 入力されたステレオL、R信号は、検波回路13、14において、それぞれ検波され、レベル検出器15、16は、前記検波回路13、14の出力レベルが規定レベルを越えていればH
ighを出力し、越えていなければLowを出力する。
この規定レベルは使用目的に応じて適宜設定できる。 レベル検出器15、16の出力(以下|l|、|r|とする。)はスイッチ制御回路17に入力され、スイッチ制御回路17は|l|、|r|の組み合わせによってスイッチS1のON/OFFを制御する。
【0017】(L−R)信号検出回路3により検出された(L−R)信号は、低域通過フィルター4を通過した後、位相遅延回路5により遅延され(L−R)'となり、スイッチS1に入力される。 スイッチS1は、位相遅延回路5と加算器6、7の間に設けられており、ON
のときのみ(L−R)'を加算器6、7に出力し、OF
Fのときは何も出力しない。 図2にスイッチ制御回路1
7の真理表を示す。 図2において15、16はレベル検出器で、L、Rチャンネルの音量レベルがHighかL
owかが、スイッチ制御回路17に入力される。 スイッチ制御回路17は|l|、|r|の組み合わせがともにHighのときのみ、スイッチS1をONにする。 即ち、LチャンネルとRチャンネルの音量レベルがともに規定レベルより大きいときのみ、スイッチS1はS信号としてを(L−R)'を出力する。 このときのみ(L−
R)'が抽出されたS信号として、Lチャンネルには加算器6にて正相加算され、Lチャンネル用パワーアンプ9を介して、スピーカー11よりL+(L−R)'が、
左前方から音として再生される。 Rチャンネルには、定位を散らすため、反転アンプ8を介し加算器7にて逆相加算され、Rチャンネル用パワーアンプ10を介して、
スピーカー12よりR−(L−R)'が、右前方から音として再生される。
【0018】本実施例では、セリフのような中央に定位すべき音の場合は、L=Rであるため(L−R)=0となり、S信号=0となる。 また、左に定位すべき音の場合は、(L−R)=L−0=Lとなるが、(|l|、|
r|)=(High、Low)となり、スイッチS1はOFFになり、S=0となって、音は左に定位する。 右に定位すべき音の場合も同様である。 残響音のような、
どこにも定位しない音の場合は、(L−R)≠0となり、さらに(|l|、|r|)=(High、Hig
h)となり、S信号として(L−R)'が出力される。
この結果、十分なサラウンド効果を維持しながら、左右の方向性を再現することが可能になる。
【0019】本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、スイッチS1の出力であるS信号をL信号、
R信号に加算せず、別にリアスピーカーを用意して、リアスピーカーからS信号を出力する4スピーカー再生時にも用いることが可能である。 また、スイッチ制御回路17において、Lチャンネル、Rチャンネルの音量レベルが共に低い場合もスイッチS1をONにするという変形も可能である。
【0020】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例における音場制御装置について、図3、図4を参照しながら詳細に説明する。 なお、図面の説明において図1、
図2、図8と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0021】図3は、本発明の第2の実施例における音場制御装置の基本構成ブロック図である。 図3において、18は減算器、19はVCA制御回路、20はVC
Aである。 入力されたステレオL、R信号は、検波回路13、14において検波され、それぞれの音量レベルが出力される。 検波回路13の出力(以下|L|とする。)と、検波回路14の出力(以下|R|とする。)
は減算器18にて減算され|L|−|R|となる。 |L
|−|R|がVCA制御回路19に入力され、VCA2
0のレベルを制御する電圧をVCA制御回路19が出力する。 図4にVCA制御回路によるVCA20のゲイン特性図を示す。 図4において|L|−|R|=0のときVCA制御回路19の出力電圧は最大で、このときのV
CA20のゲインは1である。 |L|−|R|の絶対値が0から大きくなるに従ってVCA制御回路19の出力電圧が下がり、VCA20のゲインは小さくなる。 |L
|−|R|の絶対値があるレベル以上になるとVCA2
0のゲインは0となる。
【0022】(L−R)信号検出回路3により検出された(L−R)信号は、低域通過フィルター4を通過した後、位相遅延回路5により遅延され(L−R)'となり、VCA20に入力される。 VCA20は、位相遅延回路5と加算器6、7の間に設けられており、A・(L
−R)'(AはVCA20のゲインを表す。)を加算器6、7に出力する。 従ってLチャンネルとRチャンネルの音量レベルが同じときは、VCA20のゲインは1となり、S信号として1・(L−R)'が出力される。 このとき(L−R)'が抽出されたS信号として、Lチャンネルには加算器6にて正相加算され、Lチャンネル用パワーアンプ9を介して、スピーカー11よりL+(L
−R)'が、左前方から音として再生される。 Rチャンネルには、定位を散らすため、反転アンプ8を介し加算器7にて逆相加算され、Rチャンネル用パワーアンプ1
0を介して、スピーカー12よりR−(L−R)'が、
右前方から音として再生される。
【0023】Lチャンネルの音量レベルがRチャンネルの音量レベルに比較して十分大きいとき、または、Rチャンネルの音量レベルがLチャンネルの音量レベルに比較して十分大きいときは、VCA20のゲインは0となり、S信号は0・(L−R)'=0となり、(L−R)
信号は出力されず、Lチャンネル用パワーアンプ9を介して、スピーカー11よりL信号のみが、左前方から音として再生され、Rチャンネル用パワーアンプ10を介して、スピーカー12よりR信号のみが、右前方から音として再生される。
【0024】本実施例では、セリフのような中央に定位すべき音の場合は、L=Rであるため(L−R)=0となり、S=0となる。 また、左に定位すべき音の場合は、(L−R)=L−0=Lとなるが、|L|−|R|
>>0となり、VCA20のゲインは0で、S=A・
(L−R)'=0となって、音は左に定位する。 右に定位すべき音の場合も同様である。 残響音のような、どこにも定位しない音の場合は、(L−R)≠0となり、さらに|L|−|R|=0となり、S信号として(L−
R)'が出力される。 この結果、十分なサラウンド効果を維持しながら、左右の方向性を再現することが可能になる。
【0025】本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、検波回路13、14の後段にlog変換回路を備え、この出力を減算器18の入力とし、log|L
|−log|R|=log(|L|/|R|)をVCA
制御回路19に入力するという補正も可能である。 またVCA20の出力であるS信号をL信号、R信号に加算せず、別にリアスピーカーを用意して、リアスピーカーからS信号を出力する4スピーカー再生時にも用いることが可能である。
【0026】(実施例3)以下、本発明第3の実施例における音場制御装置について、図5を参照しながら詳細に説明する。 なお、図面の説明において図1、図2、図3、図4、図8と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0027】図5は、本発明の第3の実施例における音場制御装置の基本構成ブロック図である。 図5において、21は(L+R)信号検出器、22は(L−R)信号検波回路、23は(L+R)信号検波回路、24は比較器、25はスイッチ制御回路、26は−1/2増幅器、27は1/2増幅器、28、29は加算器、S2はスイッチである。 入力されたステレオL、R信号は、それぞれ(L−R)信号検出回路3、(L+R)信号検出回路21に入力される。 検出された(L−R)信号と(L+R)信号は、検波回路22、23においてそれぞれ検波される。 検波回路22、23の出力(以下|L−
R|、|L+R|とする。 )は、比較器24に入力され、比較器24は|L−R|と|L+R|とでどちらの入力レベルが大きいかをスイッチ制御回路25に出力する。 スイッチ制御回路25は|L−R|>|L+R|のときのみスイッチS2をONにし、|L−R|≦|L+
R|のときスイッチS2をOFFにする。
【0028】また、(L−R)信号検出回路3により検出された(L−R)信号は、低域通過フィルター4を通過した後、スイッチS2に入力される。 スイッチS2
は、ONのときのみ(L−R)信号を通過させ、OFF
のときは通過させない。
【0029】スイッチS2がONのときは、位相遅延回路5と−1/2増幅器26と1/2増幅器27に(L−
R)信号が出力される。 このとき−1/2増幅器26に入力された(L−R)信号は−1/2(L−R)となり、加算器28において入力L信号と加算され、L−1
/2(L−R)=1/2(L+R)が加算器28から出力され入力L信号に含まれていたサラウンド信号が除去される。
【0030】また、1/2増幅器27に入力された(L
−R)信号は1/2(L−R)となり、加算器29において入力R信号と加算され、R+1/2(L−R)=1
/2(L+R)が加算器29から出力され入力R信号に含まれていたサラウンド信号が除去される。 さらに、位相遅延回路5に入力された(L−R)信号は遅延され(L−R)'となり、Lチャンネルには加算器6にて正相加算され、Lチャンネル用パワーアンプ9を介して、
スピーカー11より1/2(L+R)+(L−R)'
が、左前方から音として再生される。 Rチャンネルには、定位を散らすため、反転アンプ8を介し加算器7にて逆相加算され、Rチャンネル用パワーアンプ10を介して、スピーカー12より1/2(L+R)−(L−
R)'が、右前方から音として再生される。
【0031】スイッチS2がOFFのときは(L−R)
信号が出力されないため、スピーカー11からは入力L
信号のみが、スピーカー12からは入力R信号のみが音として再生される。
【0032】本実施例では、セリフのような中央に定位すべき音は、L=Rであるため|L−R|<|L+R|
となり、スイッチS2はOFFされる。 左に定位すべき場合も、R=0であるため|L−R|=|L+R|となりスイッチS2はOFFされ、S=0となって、音は左に定位する。 右に定位すべき音も同様にである。 しかしサラウンド成分はL=−Rであるため、|L−R|>|
L+R|となりスイッチS2はONされ、S信号として(L−R)が出力される。
【0033】この結果、サラウンド効果を維持しながら、左右の方向性を再現することが可能になる。
【0034】本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、スイッチS2の出力であるS信号をL信号、
R信号に加算せず、別にリアスピーカーを用意して、リアスピーカーからS信号を出力する4スピーカー再生時にも用いることが可能である。 また、スイッチS2のO
N/OFFに関係なく、常に(L−R)信号を位相遅延回路5に出力させておき、スイッチS2がONのときにのみ−1/2増幅器26と1/2増幅器27に(L−
R)信号を出力させ、同時に位相遅延回路に入力する(L−R)信号のレベルを増加させるという変形も可能である。
【0035】以上のように、本発明は2チャンネルステレオ入力信号からS信号を取り出し遅延処理を行う音場制御装置において、(L−R)信号のレベルが(L+
R)信号のレベルより低いとき、(L−R)信号の出力を切ることで、左右の方向性を再現し、さらに(L−
R)信号のレベルが(L+R)信号のレベルより高いとき、入力L、R信号に含まれるサラウンド成分を除去することで、より臨場感のある音場を再生できる効果がある。 本発明は、(L+R)信号と(L−R)信号を検波する回路、そのレベルを比較する比較器、(L−R)の出力をON/OFFするスイッチ、そのスイッチを制御する回路を付加するだけで実現できるので、その構成を簡単なものにできる効果がある。
【0036】(実施例4)以下、本発明の第4の実施例における音場制御装置について、図6、図7を参照しながら詳細に説明する。 なお、図面の説明において図1、
図2、図3、図4、図5、図8と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 図6は、本発明の第4の実施例における音場制御装置の基本構成ブロック図である。 図6において、30はVCA制御回路、3
1はLチャンネル用VCA、32はRチャンネル用VC
A、33は減算器、である。
【0037】入力されたステレオL、R信号は、検波回路13、14において検波され、それぞれの音量レベルが出力される。 検波回路13の出力(|L|)と、検波回路14の出力(|R|)は減算器18にて減算され|
L|−|R|となる。 |L|−|R|がVCA制御回路30に入力され、VCA31、32のレベルを制御する電圧をVCA制御回路30が出力する。
【0038】VCA31、32はL、R信号を前記VC
A制御回路30の出力に従って増幅する。 図7にVCA
制御回路30により制御されるVCA31、32のゲイン特性を示す。 図7において|L|−|R|の値が小さくなるに従いVCA制御回路30は、VCA31のゲインを大きくするように、VCA32のゲインは小さくなるように制御電圧を出力する。 VCA31、32のゲインは0から2まで変化し|L|−|R|=0のときVC
A31、32のゲインは共に1となる。 VCA31、3
2の出力(以下α・L、(2−α)・Rとする。ただしαは0≦α≦2で、VCA31のゲインを表す。)は減算器33に入力され(α・L−(2−α)・R)信号が検出される。 検出された(α・L−(2−α)・R)信号は低域通過フィルター4を通過した後、位相遅延回路5により遅延され、S信号とされ、加算器6、7に出力される。
【0039】従ってLチャンネルとRチャンネルの音量レベルが同じときは、VCA31、32のゲインは1となり、減算器33からは1・L−(2−1)・R=(L
−R)が出力され、S信号=(L−R)'となる。 このとき(L−R)'が抽出されたS信号として、Lチャンネルには加算器6にて正相加算され、Lチャンネル用パワーアンプ9を介して、スピーカー11よりL+(L−
R)'が、左前方から音として再生される。 Rチャンネルには、定位を散らすため、反転アンプ8を介し加算器7にて逆相加算され、Rチャンネル用パワーアンプ10
を介して、スピーカー12よりR−(L−R)'が、右前方から音として再生される。
【0040】Lチャンネルの音量レベルがRチャンネルの音量レベルに比較して十分大きいとき、VCA31のゲインは0、VCA32のゲインは2となり、S信号は0・L−(2−0)・R=−2Rとなり、Lチャンネル用パワーアンプ9を介して、スピーカー11よりL−2
R'm 2 L(R<<Lより)(R'は遅延されたR信号を表す。)が、左前方から音として再生され、Rチャンネル用パワーアンプ10を介して、スピーカー12よりR+2R'm 2 0が、右前方から音として再生される。
また、Rチャンネルの音量レベルがLチャンネルの音量レベルに比較して十分大きいときは、VCA31のゲインは2、VCA32のゲインは0となり、S信号は2・
L−(2−2)・R=2Lとなり、Lチャンネル用パワーアンプ9を介して、スピーカー11よりL+2L'
(L'は遅延されたL信号を表す。)が、左前方から音として再生され、Rチャンネル用パワーアンプ10を介して、スピーカー12よりR+2L'm 2 R(L<<R
より)が、右前方から音として再生される。
【0041】本実施例では、セリフのような中央に定位すべき音の場合は、L=Rであるため、|L|−|R|
=0となりS=α・L−(2−α)・R=(L−R)=
0となる。 また、左に定位すべき音の場合は、R=0、
|L|−|R|>>0となり、S=α・L−(2−α)
・R=−2R'=0となって、音は左に定位する。 右に定位すべき音の場合も同様である。 残響音のような、どこにも定位しない音の場合は、L≠Rでさらに|L|=
|R|となり、S=α・L−(2−α)・R=(L−
R)'が出力される。 この結果、十分なサラウンド効果を維持しながら、左右の方向性を再現することが可能になる。
【0042】本発明は、前記の実施例に限定されるものではなく、検波回路13、14の後段にlog変換回路を備え、この出力を減算器18の入力とし、log|L
|−log|R|=log(|L|/|R|)をVCA
制御回路30に入力するという補正も可能である。 また位相遅延回路5の出力であるS信号をL信号、R信号に加算せず、別にリアスピーカーを用意して、リアスピーカーからS信号を出力する4スピーカー再生時にも用いることが可能である。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明は2チャンネルステレオ入力信号からS信号を取り出し遅延処理を行う音場制御装置において、簡単な構成を用いて、(L−R)
信号の出力をコントロールすることで、左右の方向性を再現し、より臨場感のある音場を再生できる効果がある。
【図1】本発明の第1の実施例における音場制御装置のブロック構成図。
【図2】図1におけるスイッチ制御回路17の真理表及び周辺のブロック構成図
【図3】本発明の第2の実施例における音場制御装置のブロック構成図
【図4】図3におけるVCA20のゲイン特性図
【図5】本発明の第3の実施例における音場制御装置のブロック構成図
【図6】本発明の第4の実施例における音場制御装置のブロック構成図
【図7】図6におけるVCA31、32のゲイン特性図
【図8】従来のサラウンド回路のブロック構成図
1 Rチャンネル信号入力端子 2 Lチャンネル信号入力端子 3 (L−R)信号検出回路 4 低域通過フィルター 5 位相遅延回路 6、7、28、29 加算器 8 反転アンプ 9、10 パワーアンプ 11、12 スピーカー 13、14、22、23 検波回路 15、16 レベル検出器 17、25 スイッチ制御回路 18、33 減算器 19、30 VCA制御回路 20、31、32 VCA 21 (L+R)信号検出回路 24 比較器 26、27 増幅器 S1、S2 スイッチ
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