(57)【要約】      （修正有）【課題】  高域再生専用スピーカから放出される高域音について、受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させる。【解決手段】遅延時間演算部Ｃが、マイクロホンＤから出力される各々の検出信号Ｓmについてピーク値検出することによって最大振幅Ｐmxとその第１の発生時間ｔcを検出し、更に、ピーク値検出した最大振幅Ｐmxよりも数１０％（２０〜３０％）減となるレベル値Ｌthを演算し、それらのレベル値Ｌthと最大振幅Ｐmxとの間のレベル範囲Ｗth内であって且つ第１の発生時間ｔcよりも時間的に前方の時間に生じる次の最大振幅Ｐfwを検出すると共に、該最大振幅Ｐfwの発生時間（第２の発生時間）ｔfwを検出する。そして、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2等に関する各々の第２の発生時間ｔfwに基づいて、遅延部Ａの遅延時間量を設定し、信号源Ｅから出力される各々のソース信号Ｓin1，Ｓin2等を遅延させて、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2等に供給する。【選択図】  図１
2006013774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の高域再生専用スピーカから放出される音の受聴位置における音像を定位させる高域専用信号出力遅延時間調整装置であって、
信号源から供給される高域専用信号を遅延時間量に基づいて遅延させ、前記高域再生専用スピーカに供給する遅延手段と、
前記高域再生専用スピーカに測定用信号を供給する測定用信号発生手段と、
前記測定用信号に基づいて前記高域再生専用スピーカから放出される測定音を収音し、検出信号を出力する収音手段と、
前記収音手段から出力される検出信号に基づいて前記遅延手段の遅延時間量を演算して設定する遅延時間演算手段とを備え、
前記遅延時間演算手段は、前記検出信号の振幅が最大となる第１の発生時間及び最大振幅値を検出すると共に、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点と第１の発生時間との範囲内にあり、かつ前記最大振幅値と前記最大振幅値から所定レベル低く設定されたレベル値との範囲内において次に前記検出信号の振幅が最大となる第２の発生時間を検出し、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点から前記第２の発生時間までの伝搬遅延時間に基づいて前記遅延時間量を演算することを特徴とする高域専用信号出力遅延時間調整装置。
【請求項２】
前記最大振幅値と前記最大振幅値から所定レベル低く設定されたレベル値との範囲は、前記最大振幅値に対して、聴覚特性に合わせた比率で設定されることを特徴とする請求項１に記載の高域専用信号出力遅延時間調整装置。
【請求項３】
前記遅延時間演算手段は、前記第２の発生時間が検出されない場合は、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点から前記第１の発生時間までの時間を前記伝搬遅延時間として、前記遅延時間量を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の高域専用信号出力遅延時間調整装置。
【請求項４】
前記測定用信号は、周波数軸上において低音域の周波数成分に比して高音域の周波数成分の利得が高い波形から成る信号であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の高域専用信号出力遅延時間調整装置。
【請求項５】
複数の高域再生専用スピーカから放出される音の受聴位置における音像を定位させる高域専用信号出力遅延時間調整方法であって、
信号源から供給される高域専用信号を遅延時間量に基づいて遅延させ、前記高域再生専用スピーカに供給する遅延工程と、
前記高域再生専用スピーカに測定用信号を供給する測定用信号発生工程と、
前記測定用信号に基づいて前記高域再生専用スピーカから放出される測定音を収音し、検出信号を出力する収音工程と、
前記検出信号に基づいて前記遅延時間量を演算して設定する遅延時間演算工程とを備え、
前記遅延時間演算工程は、前記検出信号の振幅が最大となる第１の発生時間及び最大振幅値を検出すると共に、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点と第１の発生時間との範囲内にあり、かつ前記最大振幅値と前記最大振幅値から所定レベル低く設定されたレベル値との範囲内において次に前記検出信号の振幅が最大となる第２の発生時間を検出し、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号を供給した時点から前記第１、及び第２の発生時間までの伝搬遅延時間に基づいて前記遅延時間量を演算することを特徴とする高域専用信号出力遅延時間調整方法。
【請求項６】
複数の高域再生専用スピーカから放出される音の受聴位置における音像定位処理をコンピュータによって処理する高域専用信号出力遅延時間調整装置におけるプログラムであって、
信号源から供給される高域専用信号を遅延時間量に基づいて遅延させ、前記高域再生専用スピーカに供給する遅延ステップと、
前記高域再生専用スピーカに測定用信号を供給する測定用信号発生ステップと、
前記測定用信号に基づいて前記高域再生専用スピーカから放出される測定音を収音し、検出信号を出力する収音ステップと、
前記検出信号に基づいて前記遅延時間量を演算して設定する遅延時間演算ステップとを備え、
前記遅延時間演算ステップは、前記検出信号の振幅が最大となる第１の発生時間及び最大振幅値を検出すると共に、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点と第１の発生時間との範囲内にあり、かつ前記最大振幅値と前記最大振幅値から所定レベル低く設定されたレベル値との範囲内において次に前記検出信号の振幅が最大となる第２の発生時間を検出し、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号を供給した時点から前記第１、及び第２の発生時間までの伝搬遅延時間に基づいて前記遅延時間量を演算することを特徴とするプログラム。
【請求項７】
前記請求項６に記載されたプログラムが記録されていることを特徴とする情報記録再生媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の各スピーカから受聴位置までの距離の違いによる音像定位のずれを調整する調整装置に関し、特に、高域再生専用スピーカから放出される音による音像定位のずれを調整する高域専用信号出力遅延時間調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２ウェイ（2WAY）、３ウェイ（3WAY）等の複数のスピーカを組み合わせた所謂マルチウェイオーディオシステムでは、受聴者にとって違和感の無い音楽等を再生するため、各スピーカから放出される音の受聴位置における到達時間を合わせる必要があり、従来、特許第３１４８０６０号公報に開示された聴取位置自動補正装置が提案されている。
【０００３】
この聴取位置自動補正装置は、各スピーカから放出される音の受聴位置における到達時間を合わせるため、オーディオ信号を遅延させて各スピーカに供給する遅延器が設けられており、各遅延器の遅延時間量を次の方法によって設定している。
【０００４】
まず、Ｍ系列信号を特定のスピーカに供給することによって音を放出させ、受聴位置に設けられたマイクロホンで収音することにより、同公報の図４に示されているようなインパルス応答を測定した後、インパルス応答のピーク値を検出し、該ピーク値に所定の定数ｋを乗算した値をスレショールドとする。次に、該スレショールドを最初に越えたインパルス応答の立ち上がり時点を検出し、スピーカにＭ系列信号を入力した時点から立ち上がり時点までの時間を、音の伝搬遅延時間として求めている。
【０００５】
そして、残りのスピーカから受聴位置までの音の伝搬遅延時間も同様の処理によって求め、各々の伝搬遅延時間に基づいて、各スピーカの入力側に設けられている各々の遅延器の遅延時間量を設定することとしている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１４８０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許第３１４８０６０号公報に開示されている従来の聴取位置自動補正装置では、上述したように、インパルス応答のピーク値から求めたスレショールドを最初に越えるインパルス応答の立ち上がり時点を音の到達時点として、各スピーカ毎に放出される音の受聴位置までの伝搬遅延時間を求め、オーディオ信号を遅延させるための遅延器の遅延時間量を設定することとしている。
【０００８】
ところが、例えば自動車の車室内等のように限られた空間内では、スピーカから放出される音が反射音となって収音用のマイクロホンに入射したり、周囲雑音がマイクロホンに入射するため、上述のスレショールドを最初に越えるインパルス応答の立ち上がり時点から求めた伝搬遅延時間によって遅延器の遅延時間量を設定しても、受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させることが困難となるという問題がある。
【０００９】
特に、ツイーター（tweeter）等の高域再生専用スピーカから放出される高域音の場合、反射音の影響が大きくなるため、上述のスレショールドを最初に越えるインパルス応答の立ち上がり時点を基準としたのでは、受聴者に対して違和感を与えることなく高域音の音像を定位させるための遅延時間量を求めることが困難となるという問題がある。
【００１０】
本発明は、こうした従来の課題に鑑みてなされたものであり、高域再生専用スピーカから放出される高域音について、受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させる高域専用信号出力遅延時間調整装置と、高域専用信号出力遅延時間調整方法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】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、複数の高域再生専用スピーカから放出される音の受聴位置における音像を定位させる高域専用信号出力遅延時間調整装置であって、信号源から供給される高域専用信号を遅延時間量に基づいて遅延させ、前記高域再生専用スピーカに供給する遅延手段と、前記高域再生専用スピーカに測定用信号を供給する測定用信号発生手段と、前記測定用信号に基づいて前記高域再生専用スピーカから放出される測定音を収音し、検出信号を出力する収音手段と、前記収音手段から出力される検出信号に基づいて前記遅延手段の遅延時間量を演算して設定する遅延時間演算手段とを備え、前記遅延時間演算手段は、前記検出信号の振幅が最大となる第１の発生時間及び最大振幅値を検出すると共に、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点と第１の発生時間との範囲内にあり、かつ前記最大振幅値と前記最大振幅値から所定レベル低く設定されたレベル値との範囲内において次に前記検出信号の振幅が最大となる第２の発生時間を検出し、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点から前記第２の発生時間までの伝搬遅延時間に基づいて前記遅延時間量を演算することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、複数の高域再生専用スピーカから放出される音の受聴位置における音像を定位させる高域専用信号出力遅延時間調整方法であって、信号源から供給される高域専用信号を遅延時間量に基づいて遅延させ、前記高域再生専用スピーカに供給する遅延工程と、前記高域再生専用スピーカに測定用信号を供給する測定用信号発生工程と、前記測定用信号に基づいて前記高域再生専用スピーカから放出される測定音を収音し、検出信号を出力する収音工程と、前記検出信号に基づいて前記遅延時間量を演算して設定する遅延時間演算工程とを備え、前記遅延時間演算工程は、前記検出信号の振幅が最大となる第１の発生時間及び最大振幅値を検出すると共に、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点と第１の発生時間との範囲内にあり、かつ前記最大振幅値と前記最大振幅値から所定レベル低く設定されたレベル値との範囲内において次に前記検出信号の振幅が最大となる第２の発生時間を検出し、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号を供給した時点から前記第１、及び第２の発生時間までの伝搬遅延時間に基づいて前記遅延時間量を演算することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、複数の高域再生専用スピーカから放出される音の受聴位置における音像定位処理をコンピュータによって処理する高域専用信号出力遅延時間調整装置におけるプログラムであって、信号源から供給される高域専用信号を遅延時間量に基づいて遅延させ、前記高域再生専用スピーカに供給する遅延ステップと、前記高域再生専用スピーカに測定用信号を供給する測定用信号発生ステップと、前記測定用信号に基づいて前記高域再生専用スピーカから放出される測定音を収音し、検出信号を出力する収音ステップと、前記検出信号に基づいて前記遅延時間量を演算して設定する遅延時間演算ステップとを備え、前記遅延時間演算ステップは、前記検出信号の振幅が最大となる第１の発生時間及び最大振幅値を検出すると共に、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号が供給された時点と第１の発生時間との範囲内にあり、かつ前記最大振幅値と前記最大振幅値から所定レベル低く設定されたレベル値との範囲内において次に前記検出信号の振幅が最大となる第２の発生時間を検出し、前記高域再生専用スピーカに前記測定用信号を供給した時点から前記第１、及び第２の発生時間までの伝搬遅延時間に基づいて前記遅延時間量を演算することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、情報記録再生媒体であって、前記請求項６に記載されたプログラムが記録されていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る高域専用信号出力遅延時間調整装置について図１を参照して説明する。
【００１６】
図１（ａ）は、本実施形態の高域専用信号出力遅延時間調整装置の構成を表したブロック図、図１（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、その動作を説明するための波形図である。
【００１７】
図１（ａ）において、この高域専用信号出力遅延時間調整装置１は、遅延部Ａと、測定用信号発生部Ｂ、遅延時間演算部Ｃ、切替部ＳＷ、受聴位置に設けられる収音手段としてのマイクロホンＤと、を有して構成されている。
【００１８】
遅延部Ａは、信号源Ｅから供給される高域専用のオーディオ信号（以下「ソース信号」という）を所定の遅延時間量で遅延させ、その遅延させた信号を切替部ＳＷを介して、高音域の駆動用オーディオ信号（以下「駆動信号」という）として、ツイーター等の高域再生専用スピーカに供給する。
【００１９】
例えば、同図（ａ）に例示するように、２ウェイ、３ウェイ等のマルチウェイスピーカシステムを構成する複数個の各スピーカユニットＳＰＵ1，ＳＰＵ2等に設けられているツイーター等の高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2等を駆動する場合、遅延部Ａは、信号源Ｅから供給されるソース信号Ｓin1，Ｓin2等を各々所定の遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2等で遅延させ、その遅延させた高音域の駆動信号Ｓ1，Ｓ2等を、切替部ＳＷ内の切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2等を介して、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2等に供給する。
【００２０】
なお、本実施形態の高域専用信号出力遅延時間調整装置１は、２つの高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2を駆動する場合に限られるものではないが、説明の便宜上、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2を駆動する場合について以下説明することとする。
【００２１】
測定用信号発生部Ｂは、周波数軸上において高音域にパワーが集中する所定波形の測定用信号Ｓtを発生する。例えば、高音域にパワーが集中する測定用信号Ｓtとして、図１（ｂ）に例示するように、周波数が約１１ｋＨｚの正弦波の一周期τ分に相当する単発波形から成る信号を発生する。そして、測定用信号発生部Ｂは、遅延部Ａの遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定するための処理を行う際、測定用信号Ｓtを切替部ＳＷ内の切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2を介して、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に供給する。
【００２２】
切替部ＳＷは、上述したように、切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2を有して構成されている。そして、切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2が、遅延部Ａ側に切り替わることで、遅延部Ａから出力されると駆動信号Ｓ1，Ｓ2を高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に供給し、また、測定用信号発生部Ｂ側に切り替わることで、測定用信号Ｓtを高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に供給する。
【００２３】
遅延時間演算部Ｃは、遅延部Ａの遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定するために設けられている。すなわち、測定用信号発生部Ｂから切替部ＳＷを介して各々の高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に測定用信号Ｓtが供給され、それによって生じる測定音をマイクロホンＤが収音することによって各々の検出信号Ｓmを得ると、遅延時間演算部Ｃは、各々の検出信号Ｓmを解析することによって、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2から放出された各々の測定音が受聴位置に到達するまでに要した伝搬遅延時間を演算し、更にそれらの伝搬遅延時間に基づいて、遅延部Ａに設定すべき遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を演算する。
【００２４】
次に、かかる構成を有する高域専用信号出力遅延時間調整装置１の動作を説明する。なお、図１（ａ）に例示する２つの高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2を駆動する場合について説明することとする。
【００２５】
まず、遅延部Ａの遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する際の動作を説明する。
【００２６】
測定用信号発生部Ｂと遅延時間演算部Ｃ及び切替部ＳＷが同期して動作を開始し、測定用信号発生部Ｂが、測定用信号Ｓtを切替スイッチＳＷ1を介して高域再生専用スピーカＴＷ1に供給することによって測定音を発生させ、マイクロホンＤが収音することによって得られる検出信号Ｓmを、遅延時間演算部Ｃに出力して、図示していない記憶部に保持させる。
【００２７】
これにより、遅延時間演算部Ｃは、図１（ｂ）に示すような測定用信号Ｓtに対し、例えば図１（ｃ）に模式的に示すようなインパルス応答に相当する検出信号Ｓmを入力して保持する。
【００２８】
次に、遅延時間演算部Ｃが、保持した検出信号Ｓmの最大振幅Ｐmxをピーク値検出することによって、該最大振幅Ｐmxの発生時間（以下「第１の発生時間」という）ｔcを検出する。これにより、遅延時間演算部Ｃは、図１（ｃ）に例示するように、測定用信号発生部Ｂが高域再生専用スピーカＴＷ1に測定用信号Ｓtを供給した時点（すなわち時間０の時点）を基準として、第１の発生時間ｔcを検出することとなる。
【００２９】
更に、遅延時間演算部Ｃは、ピーク値検出した最大振幅Ｐmxよりも数１０％（つまり、２０〜３０％）減となるレベル値Ｌthを演算し、それらのレベル値Ｌthと最大振幅Ｐmxとの間のレベル範囲Ｗth内であって且つ第１の発生時間ｔcよりも時間的に前方の時間に生じる次の最大振幅Ｐfwを検出し、更に、該最大振幅Ｐfwの発生時間（以下「第２の発生時間」という）ｔfwを検出する。
【００３０】
なお、上述の最大振幅Ｐmxに対するレベル範囲Ｗthの比率（Ｗth×１００／Ｐmx）は、人間の聴覚特性に合わせて決められており、上述したように、その比率を数１０％とすることで、第２の発生時間ｔfwを人間の聴覚特性に合わせて検出することが可能となっている。
【００３１】
そして、第２の発生時間ｔfwを検出すると、測定用信号発生部Ｂから高域再生専用スピーカＴＷ1に測定用信号Ｓtが供給された時点（すなわち時間０の時点）から第２の発生時間ｔfwまでの期間を音の伝搬遅延時間τi（符号ｉは高域再生専用スピーカの識別番号）とする。
【００３２】
また、遅延時間演算部Ｃは、第１の発生時間ｔcよりも前方の時間に存在する他の最大振幅Ｐfwを検出するための処理を行った結果、検出信号Ｓmが図１（ｄ）に例示するような波形、すなわち、レベル範囲Ｗth内に最大振幅を有していない波形であったために、第２の発生時間をｔfwを検出できなかった場合には、時間０の時点から第１の発生時間ｔcまでの期間を音の伝搬遅延時間τiとする。
【００３３】
次に、測定用信号発生部Ｂと遅延時間演算部Ｃ及び切替部ＳＷは、高域再生専用スピーカＴＷ2に対しても、高域再生専用スピーカＴＷ1の場合と同様の処理を行い、測定用信号発生部Ｂから高域再生専用スピーカＴＷ2に測定用信号Ｓtを供給して、遅延時間演算部ＣがマイクロホンＤから出力される検出信号Ｓmを演算処理することにより、高域再生専用スピーカＴＷ2から放出される音の受聴位置までの伝搬遅延時間τiを演算する。
【００３４】
次に、遅延時間演算部Ｃは、高域再生専用スピーカＴＷ1に関する伝搬遅延時間τi（すなわち、τ1）と、高域再生専用スピーカＴＷ2に関する伝搬遅延時間τi（すなわち、τ2）とを比較し、伝搬遅延時間τ1が伝搬遅延時間τ2に比して長時間である場合には、ソース信号Ｓin1に対する遅延時間量ＤＬＹ1を０とし、ソース信号Ｓin2に対する遅延時間量ＤＬＹ2を、伝搬遅延時間τ1と伝搬遅延時間τ2との差の時間（τ1−τ2）と等しくすべく、遅延部Ａの各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する。
【００３５】
また、伝搬遅延時間τ1，τ2を比較した結果、伝搬遅延時間τ1が伝搬遅延時間τ2に比して短時間の場合には、ソース信号Ｓin1に対する遅延時間量ＤＬＹ1を、伝搬遅延時間τ2と伝搬遅延時間τ1との差の時間（τ2−τ１）と等しくし、ソース信号Ｓin2に対する遅延時間量ＤＬＹ2を０とすべく、遅延部Ａの各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する。
【００３６】
こうして、遅延時間演算部Ｃが遅延部Ａの各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定すると、高域専用信号出力遅延時間調整装置１は、測定用信号発生部Ｂと遅延時間演算部Ｃ及び切替部ＳＷによる遅延時間設定処理を完了すると共に、切替部ＳＷ内の切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2が遅延部Ａ側に切り替わり、信号源Ｅから供給されるソース信号Ｓin1，Ｓin2を遅延部Ａの各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2で遅延させて、切替部ＳＷを介して高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に供給する。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の高域専用信号出力遅延時間調整装置１によれば、遅延部Ａの各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を人間の聴覚特性に合わせて設定することができ、受聴位置に位置する受聴者に対して違和感を与えることなく、高域音の音像を定位させることができる。
【００３８】
すなわち、人間は、ある程度大きな音を聴いた瞬間を捉えて音の方向を感じる（つまり、音像定位感を得る）という聴覚特性を有している。このことから、上述した第１の発生時間ｔcよりも時間的に前方に位置する第２の発生時間ｔfwから音の伝搬遅延時間を求めると、人間の聴覚特性に合わせて伝搬遅延時間を得ることができ、更にこの伝搬遅延時間に基づいて遅延部Ａの各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を演算して設定すると、受聴者に対して違和感を与えることなく高域音の音像を定位させることが可能である。
【００３９】
更に、遅延部Ａの遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する際、上述した所定波形の測定用信号Ｓtによって高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2を駆動することとしたことにより、例えば自動車の車室内等の周囲雑音が大きい環境下においても、該周囲雑音に埋もれることなく、マイクロホンＤによって検出信号Ｓmを測定することができる。このため、人間の聴覚特性に合わせて伝搬遅延時間を高精度で検出することができ、ひいては、検出した伝搬遅延時間に基づいて遅延部Ａの各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定することで、受聴者に対して違和感を与えることなく高域音の音像を定位させることが可能である。
【００４０】
なお、以上に説明した実施形態では、マイクロホンＤから得られる検出信号Ｓmをピーク値検出することによって、第１の発生時間ｔcと、第２の発生時間ｔfwを検出することとしているが、ピーク値検出以外の他の手段によって第１の発生時間ｔcと第２の発生時間ｔfwを検出するようにしてもよい。
【００４１】
例えば、遅延時間演算部Ｃが、検出信号Ｓmと所定波形の参照信号との相互相関演算を行い、相関値が最大となるときを第１の発生時間ｔc、次に相関値が大きくなるときを第２の発生時間ｔfwとするようにしてもよい。
【００４２】
また、相互相関演算の変形として、遅延時間演算部Ｃに、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2と受聴位置との間の伝達関数の逆関数に相当するフィルタ特性を有する適応フィルタを備えておき、検出信号Ｓmを時間経過に従ってその適応フィルタに入力しつつ、その適応フィルタの出力と測定用信号Ｓtとの誤差を求め、誤差が０になるように適応フィルタのタップ係数を可変調整したときの時間を第１の発生時間ｔcとしてもよい。そして、更に、第１の発生時間ｔcを求めた後、上述のピーク値検出によって、第２の発生時間ｔfwを検出するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施形態の高域専用信号出力遅延時間調整装置１では、説明の便宜上、２つの高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2から放出される高域音について受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させる場合の構成及び動作について説明したが、２つ以上の高域再生専用スピーカから放出される高域音について、受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させる場合にも適用することが可能である。
【００４４】
すなわち、２つ以上の高域再生専用スピーカが設けられる場合には、測定用信号Ｓtを各々の高域再生専用スピーカに供給することによって、上述の高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2の場合と同様の処理を行い、各々の高域再生専用スピーカから放出された音が受聴位置に到達するまでの各々の伝搬遅延時間τiを演算する。そして、最長時間となる伝搬遅延時間を基準として、残余の伝搬遅延時間と最長時間の伝搬遅延時間との差の時間を各々演算し、その最長時間の伝搬遅延時間と各々の差の時間とを、遅延部Ａの遅延時間量とすることで、２つ以上の高域再生専用スピーカが設けられる場合にも、受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させることができる。
【実施例】
【００４５】
次に、図１に示した実施形態に係るより具体的な実施例について、図２及び図３を参照して説明する。
【００４６】
図２は、本実施例の高域専用信号出力遅延時間調整装置の構成を表したブロック図であり、図１（ａ）と同一又は相当する部分を同一符号で示している。図３は、高域専用信号出力遅延時間調整装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００４７】
図２において、本実施例の高域専用信号出力遅延時間調整装置１は、遅延回路Ａ1，Ａ2と、測定用信号発生回路Ｂ、遅延時間演算回路Ｃa、バッファメモリＣb、Ａ／Ｄ変換器Ｃc、切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2、ゲインを調整することが可能な前置増幅回路ＶＧ1，ＶＧ2、電力増幅用の増幅回路ＡＭ1，ＡＭ2と、受聴位置に設けられるマイクロホンＤ、及びマイクロホンＤの出力を電圧増幅する増幅回路ＡＭＰと、を有して構成されている。また、図示していないが、高域専用信号出力遅延時間調整装置１の動作を集中制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等を有した制御回路が設けられている。
【００４８】
また、図２は、一例として、マルチウェイスピーカシステムを構成する各スピーカユニットＳＰＵ1，ＳＰＵ2に設けられている高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2としてのツイーターを駆動する場合を示している。
【００４９】
遅延回路Ａ1，Ａ2は、図１（ａ）に示した遅延部Ａに相当し、信号源Ｅから供給される、デジタルデータ列から成る高音域のソース信号Ｓin1,Ｓin2を所定時間で遅延させ、その遅延させた信号を高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に供給する高音域の駆動信号Ｓ1，Ｓ2とすべく出力する。
【００５０】
測定用信号発生回路Ｂは、図１（ｂ）に示したのと同様の周波数１１ｋＨｚの正弦波の一周期τ分に相当する単発波形から成る測定用信号Ｓtを発生する。なお、本実施例の測定用信号発生回路Ｂは、デジタルデータ列から成る測定用信号Ｓtを発生するようになっている。
【００５１】
切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2は、アナログスイッチ素子若しくはデジタルスイッチ素子等で形成され、遅延回路Ａ1，Ａ2の遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する際、遅延回路Ａ1，Ａ2とＤ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2間の接続を遮断し、測定用信号発生回路ＢとＤ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2間を接続することにより、測定用信号発生回路Ｂから出力される測定用信号ＳtをＤ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2側に供給する。
【００５２】
また、切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2は、信号源Ｅから出力されるソース信号Ｓin1，Ｓin2に基づいて高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2を駆動する際には、遅延回路Ａ1，Ａ2とＤ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2との間を接続し、測定用信号発生回路ＢとＤ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2との間を遮断するようになっている。
【００５３】
次に、遅延時間演算回路ＣaとバッファメモリＣbとＡ／Ｄ変換器Ｃcによって、図１（ａ）に示した遅延時間演算部Ｃが構成されており、Ａ／Ｄ変換器Ｃcは、マイクロホンＤから出力され電圧増幅回路ＡＭＰを介して供給される検出信号Ｓmを入力し、所定のサンプリング周波数に従って検出信号ＳmをＡ／Ｄ変換することにより、検出信号Ｓmの情報を欠落することなく、デジタルデータ列から成る検出データＤmを生成してバッファメモリＣbに供給する。
【００５４】
バッファメモリＣbは、半導体メモリ（ＲＡＭ）等で形成され、Ａ／Ｄ変換器Ｃcから供給される検出データＤmを時間経過順に記憶する。
【００５５】
遅延時間演算回路Ｃaは、上述の制御回路に設けられているマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）の制御下で動作するデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で形成されている。そして、詳細については後述するが、バッファメモリＣbに記憶された検出データＤmに基づいて、図１（ａ）に示した遅延時間演算部Ｃと同様の処理を行うことによって、遅延回路Ａ1，Ａ2に設定する遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を演算する。
【００５６】
Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2は、遅延回路Ａ1，Ａ2又は測定用信号発生回路Ｂ側から切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2を介して供給されるデジタルデータ列の信号をデジタルアナログ変換し、前置増幅回路ＶＧ1，ＶＧ2に供給する。
【００５７】
前置増幅回路ＶＧ1，ＶＧ2は、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ1，ＤＡ2から供給されるアナログの信号を電圧増幅する増幅器で形成され、上述のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）の制御下で、ダイナミックレンジが調整されるようになっている。
【００５８】
増幅回路ＡＭ1，ＡＭ2は、前置増幅回路ＶＧ1，ＶＧ2から供給される信号を電力増幅し、各々の高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に供給する。
【００５９】
マイクロホンＤは、受聴位置に設けられ、遅延回路Ａ1，Ａ2の遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する際、各々の高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2から放出される測定音を収音し、増幅回路ＡＭＰを介して各々の検出信号Ｓmを出力する。
【００６０】
次に、かかる構成を有する高域専用信号出力遅延時間調整装置１の動作、特に、遅延回路Ａ1，Ａ2の遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する際の動作について、図３を参照して説明する。
【００６１】
図３において、図示していないマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）の制御の下で、遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定するための動作を開始すると、まず、ステップＳＴ１において、切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2が測定用信号発生回路Ｂ側に切り替わり、測定用信号発生回路Ｂが測定用信号Ｓtを出力する。これにより、高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2から測定用信号Ｓtに基づいた音が放出され、マイクロホンＤが収音することによって検出信号Ｓmを出力する。そして、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が、Ａ／Ｄ変換器Ｃcから出力される検出データＤmの値を調べ、可変アンプである前置増幅回路ＶＧ1，ＶＧ2のダイナミックが十分大きくなるように、ゲイン調整を行う。
【００６２】
次に、ステップＳＴ２において、最初の被測定対象としての高域再生専用スピーカＴＷ1に測定用信号Ｓtを供給すべく、切替スイッチＳＷ1が切り替わり、測定用信号発生回路Ｂから測定用信号Ｓtが出力される。この時、被測定対象以外のスピーカ出力はミュートされている。そして、高域再生専用スピーカＴＷ1から放出される測定音をマイクロホンＤが収音することによって得られる検出信号ＳmをＡ／Ｄ変換器Ｃcが検出データＤmにＡ／Ｄ変換して、バッファメモリＣbに記憶させる。
【００６３】
次に、ステップＳＴ３において、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が、高域再生専用スピーカＴＷ1に関する測定を所定回数Ｎ（本実施例では８回）行ったか判断し、未だであれば、ステップＳＴ２からの処理を繰り返す。そして、所定回数Ｎの測定を完了すると、ステップＳＴ４へ移行する。
【００６４】
ステップＳＴ４では、遅延時間演算回路Ｃaが、バッファメモリＣbに格納されているＮ回分の検出データＤmについて、時間的ずれを生じさせないようにして平均演算を行うことにより、その演算結果である検出データＤmavを生成し、バッファメモリＣbに格納する。
【００６５】
次に、ステップＳＴ５において、検出データＤmavの最大値（最大振幅）Ｐmxをいわゆるピーク値検出し、該最大振幅Ｐmxの発生時間（第１の発生時間）ｔcを検出する。
【００６６】
すなわち、図１（ｃ）に例示したのと同様に、遅延時間演算回路Ｃaは、測定用信号発生回路Ｂが測定用信号Ｓtを発生した時点（すなわち時間０の時点）を基準として、第１の発生時間ｔcを検出する。
【００６７】
なお、本実施例では、遅延時間演算回路Ｃaは、第１の発生時間ｔcを実際の時間として検出する代わりに、最大振幅Ｐmxのデータが格納されているバッファメモリＣbのアドレス（以下「ＡＤＲc」で示す）を検出するようになっている。
【００６８】
次に、ステップＳＴ６において、遅延時間演算回路Ｃaが、ピーク値検出した最大振幅Ｐmxよりも数１０％（２０〜３０％）減となるレベル値Ｌthを演算し、それらのレベル値Ｌthと最大振幅Ｐmxとの間のレベル範囲Ｗth内であって且つ第１の発生時間ｔcよりも時間的に前方の時間に生じる次の最大振幅Ｐfwを検出し、更に、該最大振幅Ｐfwの発生時間（第２の発生時間）ｔfwを検出する。
【００６９】
すなわち、遅延時間演算回路Ｃaは、第１の発生時間ｔcに相当するバッファメモリＣbのアドレスＡＤＲcよりも前方のアドレスに格納されている検出データＤmavであって、レベル値Ｌthと最大振幅Ｐmxとの間の範囲Ｗth内において最大振幅Ｐfwとなる検出データを検出し、その検出データが格納されているアドレスＡＤＲfwを第２の発生時間ｔfwとして検出する。
【００７０】
次に、ステップＳＴ７では、遅延時間演算回路Ｃaが、上述のステップＳＴ６の処理を行った結果、第２の発生時間ｔfwに相当するアドレスＡＤＲfwを検出することができたか否か自ら確認し、検出できたと判断するとステップＳＴ８へ移行し、検出できなかったと判断するとステップＳＴ９へ移行する。
【００７１】
次に、ステップＳＴ８では、遅延時間演算回路Ｃaが、アドレスＡＤＲfwと、検出データＤmavの先頭データが格納されているアドレスとのアドレスの差を演算し、更に該アドレスの差に、Ａ／Ｄ変換器Ｃcのサンプリング周波数の逆数（すなわちサンプリング周期）を乗算することにより、測定用信号発生部Ｂから高域再生専用スピーカＴＷ1に測定用信号Ｓtが供給された時点（すなわち時間０の時点）から第２の発生時間ｔfwまでの期間を、音の実際の伝搬遅延時間τi（符号ｉは高域再生専用スピーカの識別番号）として演算する。
【００７２】
一方、上述のステップＳＴ７において、第２の発生時間ｔfwに相当するアドレスＡＤＲfwを検出することができなかったと判断して、ステップＳＴ９に移行すると、遅延時間演算回路Ｃaは、アドレスＡＤＲcと、検出データＤmavの先頭データが格納されているアドレスとのアドレスの差を演算し、更に該アドレスの差に、Ａ／Ｄ変換器Ｃcのサンプリング周波数の逆数（すなわちサンプリング周期）を乗算することにより、測定用信号発生部Ｂから高域再生専用スピーカＴＷ1に測定用信号Ｓtが供給された時点（すなわち時間０の時点）から第１の発生時間ｔcまでの期間を、音の実際の伝搬遅延時間τi（符号ｉは高域再生専用スピーカの識別番号）として演算する。
【００７３】
このように、遅延時間演算回路Ｃaが、ステップＳＴ７において、第１の発生時間ｔcに相当するアドレスＡＤＲcよりも前方に、第２の発生期間ｔfwに相当するアドレスＡＤＲfwが存在するか否かを検出判断し、アドレスＡＤＲfwを検出できた場合にはステップＳＴ８の処理によって伝搬遅延時間τiを演算した後、ステップＳＴ１０へ移行する。また、アドレスＡＤＲfwを検出できなかった場合には、ステップＳＴ９の処理によって伝搬遅延時間τiを演算した後、ステップＳＴ１０へ移行する。
【００７４】
ステップＳＴ１０では、上述のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が、全ての高域再生専用スピーカに関する伝搬遅延時間τiを演算し終えたか判断し、未だであれば、残りの高域再生専用スピーカについて、ステップＳＴ２からの処理を繰り返し、全ての高域再生専用スピーカに関する伝搬遅延時間τiを演算し終えると、ステップＳＴ１１へ移行する。
【００７５】
ステップＳＴ１１では、遅延時間演算回路Ｃaが、各々の高域再生専用スピーカに関する伝搬遅延時間τiを比較し、最も長時間となる伝搬遅延時間を検出する。そして、最長時間となる伝搬遅延時間を基準として、残余の伝搬遅延時間と最長時間の伝搬遅延時間との差の時間を各々演算し、その最長時間の伝搬遅延時間と、各々の差の時間とを遅延回路Ａ1，Ａ2の遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2として設定する。
【００７６】
例えば、高域再生専用スピーカＴＷ1に関する伝搬遅延時間τ1が高域再生専用スピーカＴＷ2に関する伝搬遅延時間τ2に比して長時間である場合には、ソース信号Ｓin1に対する遅延時間量ＤＬＹ1を０とし、ソース信号Ｓin2に対する遅延時間量ＤＬＹ2を、伝搬遅延時間τ1と伝搬遅延時間τ2との差の時間（τ1−τ2）と等しくすべく、各遅延回路Ａ1，Ａ2の遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する。また、伝搬遅延時間τ1，τ2を比較した結果、伝搬遅延時間τ1が伝搬遅延時間τ2に比して短時間の場合には、ソース信号Ｓin1に対する遅延時間量ＤＬＹ1を、伝搬遅延時間τ2と伝搬遅延時間τ１との差の時間（τ2−τ１）と等しくし、ソース信号Ｓin2に対する遅延時間量ＤＬＹ2を０とすべく、各遅延回路Ａ1，Ａ2の各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定する。
【００７７】
そして、ステップＳＴ１１の処理を完了すると、切替スイッチＳＷ1，ＳＷ2が遅延回路Ａ1，Ａ2側に切り替わり、信号源Ｅから供給されるソース信号Ｓin1，Ｓin2を遅延回路Ａ1，Ａ2で遅延させ、駆動信号Ｓ1，Ｓ2として高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2に供給する。
【００７８】
以上説明したように、本実施例の高域専用信号出力遅延時間調整装置１によれば、図１に示した実施形態と同様に、人間の聴覚特性に合わせて遅延回路Ａ1，Ａ2の各遅延時間量ＤＬＹ1，ＤＬＹ2を設定することができ、受聴者に対して違和感を与えることなく高域音の音像を定位させることができる。
【００７９】
なお、本実施例の高域専用信号出力遅延時間調整装置１では、説明の便宜上、２つの高域再生専用スピーカＴＷ1，ＴＷ2から放出される高域音について受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させる場合の構成及び動作について説明したが、２つ以上の高域再生専用スピーカから放出される高域音について、受聴者に違和感を与えることなく音像を定位させる場合にも適用することが可能である。
【００８０】
また、以上の実施形態と実施例の説明では、ツイータ等の複数個の高域再生専用スピーカについて、受聴位置に到達する音の伝搬遅延時間を調整する場合について説明したが、他の周波数域の音を再生するスピーカ間における受聴位置に到達する音の伝搬遅延時間を調整する場合にも、本実施形態と実施例を適用することが可能である。
【００８１】
また、以上の実施形態と実施例の説明では、遅延部Ａと測定用信号発生部Ｂ及び遅延時間演算部Ｃをいわゆるハードウェアで形成する場合を述べたが、これら各部Ａ，Ｂ，Ｃをコンピュータプログラムに従って動作する用に構成してもよい。すなわち、遅延部Ａと測定用信号発生部Ｂ及び遅延時間演算部Ｃをマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）やデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で形成することとし、上述した遅延部Ａと測定用信号発生部Ｂ及び遅延時間演算部Ｃと同様の機能を発揮させるコンピュータプログラムに従って、マイクロプロセッサやデジタルシグナルプロセッサを動作させるようにしてもよい。
【００８２】
また、以上の実施形態と実施例において説明した高域専用信号出力遅延時間調整装置１を車載型オーディオ機器やホームユースのオーディオ機器に搭載する場合、それらのオーディオ機器に設けられている情報再生装置で、上述のコンピュータプログラムが記録されている情報記録再生媒体を情報させてインストールさせ、そのインストールしたコンピュータプログラムに従ってマイクロプロセッサやデジタルシグナルプロセッサを動作させるようにしてもよい。
【００８３】
また、上述した遅延部Ａと測定用信号発生部Ｂ及び遅延時間演算部Ｃと同様の機能を発揮させるコンピュータプログラムを記録する情報記録再生媒体（ストレージ媒体）として、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、半導体メモリ等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る高域専用信号出力遅延時間調整装置の構成並びに動作を説明するための図である。
【図２】図１に示した高域専用信号出力遅延時間調整装置のより具体的な実施例の構成を表したブロック図である。
【図３】図２に示した高域専用出力用遅延時間調整装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１…高域専用信号出力遅延時間調整装置
Ａ…遅延部
Ｂ…測定用信号発生部
Ｃ…遅延時間演算部
Ｄ…マイクロホン
ＴＷ1，ＴＷ2…高域再生専用スピーカ
【図１】
2006013774.tif 000003
【図２】
2006013774.tif 000004
【図３】
2006013774.tif 000005