(57)【要約】  サラウンドサウンド再生システムは、一連のフィルタおよびメインならびにサブスピーカを使用して、聴取者の前方に配置された１つのラウドスピーカシステムまたは１対のラウドスピーカシステムから仮想後方サラウンドサウンドチャネルまたは仮想サラウンドサウンド効果を作り出す。サウンドシステムは、左および右サラウンド入力信号と、左および右前方入力信号とを具備する。左および右サブスピーカと、左および右メインスピーカとは、聴取位置の前方に配置される。各々のメインおよびサブスピーカの間隔は、平均の人間の耳間隔に略等しい。左サブスピーカへの入力は、左サラウンド信号から差し引かれた右サラウンド信号から構成され、それぞれの信号は、それまでに前後フィルタおよび一連のハイならびにローパスフィルタを通過したものである。左メインスピーカヘの入力は、左サラウンド信号が前後フィルタを通過した後に、左サラウンド信号に追加された左前方信号から構成される。右サブスピーカへの入力は、右サラウンド信号から差し引かれた左サラウンド信号から構成され、それぞれの信号は、それまでに前後フィルタおよび一連のハイならびにローパスフィルタを通過したものである。右メインスピーカへの入力は、右サラウンド信号が前後フィルタを通過した後に、右サラウンド信号に追加された右前方信号から構成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ再生システムにおいて、
第１のオーディオ入力信号、第２のオーディオ入力信号、第３のオーディオ入力信号、および第４のオーディオ入力信号と、
左メインスピーカ位置および右メインスピーカ位置に、前記左メインスピーカ位置および右メインスピーカ位置を結ぶ直線として定義されるスピーカ軸に沿って離間して、それぞれ配置される左メインスピーカおよび右メインスピーカであって、聴取領域から見て、左メインスピーカが左、右メインスピーカが右となるように、聴取領域が左および右メインスピーカ位置の前方に一般的領域を有し、前記左および右メインスピーカが受信した信号に基づいて音を再生する左メインスピーカおよび右メインスピーカと、
左および右サブスピーカ位置にそれぞれ配置される左サブスピーカおよび右サブスピーカであって、聴取領域から見た左および右サブスピーカが左および右メインスピーカのそれぞれに対して左および右に位置し、頭部を通る直線で測定されるときの人間の平均耳間隔の約５０％から１５０％の範囲となるような距離ｄだけ左および右メインスピーカ位置からそれぞれ離間するように、前記スピーカ軸と略同軸上に配置され、前記左および右サブスピーカが受信した信号に基づいて音を再生する左および右サブスピーカと、
信号修正結合手段とを具備し、前記信号修正結合手段は、
第１のオーディオ入力信号と第２のオーディオ入力信号とを修正および結合し、前記修正された第１のオーディオ入力信号と前記第２のオーディオ入力信号との結合を前記左メインスピーカに伝達する手段と、
第４のオーディオ入力信号と第３のオーディオ入力信号とを修正および結合し、前記修正された第４のオーディオ入力信号と前記第３のオーディオ入力信号との結合を前記右メインスピーカに伝達する手段と、
前記修正された第１のオーディオ入力信号から前記修正された第４のオーディオ入力信号を差し引き、その結果として得られた差の信号を前記左サブスピーカに伝達する手段と、
前記修正された第４のオーディオ入力信号から前記修正された第１のオーディオ入力信号を差し引き、その結果として得られた差の信号を前記右サブスピーカに伝達する手段とを有し、
前記第２および第３のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記左および右メインスピーカの略中間にある音位置の領域から発生すると感じさせ、
前記第１および第４のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記左および右サブスピーカ位置を越えて拡がる音位置の広い領域から略発生すると感じさせることを特徴とするオーディオ再生システム。
【請求項２】
第５のオーディオ入力信号と、
左および右メインスピーカ位置の間に配置される中央前方スピーカであって、前記中央前方スピーカが受信した信号に基づいて音を再生する中央前方スピーカと、
前記第５のオーディオ入力信号を前記中央前方スピーカに伝達する手段とをさらに具備し、
前記第５のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記中央前方スピーカ位置から略発生すると感じさせることを特徴とする請求項１記載のオーディオ再生システム。
【請求項３】
前記それぞれのメインおよびサブスピーカ間の距離ｄは、平均耳間隔に略等しいことを特徴とする請求項１または２記載のオーディオ再生システム。
【請求項４】
前記信号修正結合手段は、前記第１および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音が、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者によって、聴取者の後方領域を含む前記左および右サブスピーカ位置を越えて拡がった音位置の広い範囲から発生すると感じさせるような、第１のオーディオ入力信号を修正するための第１の前後フィルタおよび第４のオーディオ入力信号を修正するための第２の前後フィルタを有することを特徴とする請求項１記載のオーディオ再生システム。
【請求項５】
前記第１のオーディオ入力信号、前記第２のオーディオ入力信号、前記第３のオーディオ入力信号、および前記第４のオーディオ入力信号は、サラウンドサウンドオーディオシステムの左後方信号、左前方信号、右前方信号、および右後方信号に一致することを特徴とする請求項１または２記載のオーディオ再生システム。
【請求項６】
第１および第２の前後フィルタは、約２，５００Ｈｚ以下の帯域に制限されることを特徴とする請求項４記載のオーディオ再生システム。
【請求項７】
第１および第２の前後フィルタは、約１２ｋＨｚにおいて帯域強調を有することを特徴とする請求項４記載のオーディオ再生システム。
【請求項８】
信号修正結合手段は、左サブスピーカに伝達される、修正された第１のオーディオ入力信号部分を修正する第１のローパスフィルタと、右サブスピーカに伝達される、修正された第４のオーディオ入力信号部分を修正するための第２のローパスフィルタとを有し、
前記第１および第４のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音についての見かけの音位置は、聴取領域に位置する聴取者に、聴取者の頭部の動きに対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項１または２記載のオーディオ再生システム。
【請求項９】
前記第１および第２のローパスフィルタは、周波数応答を約５ｋＨｚ以下に制限することを特徴とする請求項８記載のオーディオ再生システム。
【請求項１０】
前記第１および第２のローパスフィルタは、周波数応答を約１．８ｋＨｚ以下に制限することを特徴とする請求項８記載のオーディオ再生システム。
【請求項１１】
前記第１および第２のローパスフィルタは、周波数応答を約１ｋＨｚ以下に制限することを特徴とする請求項８記載のオーディオ再生システム。
【請求項１２】
信号修正結合手段は、修正された第４のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第１のオーディオ入力信号部分を修正するための第３のローパスフィルタと、修正された第１のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第４のオーディオ入力信号部分を修正するための第４のローパスフィルタとをさらに有し、
前記第１および第４のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音の見かけの音位置は、聴取領域に位置する聴取者に、聴取者の頭部の動きに対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項８記載のオーディオ再生システム。
【請求項１３】
信号修正結合手段は、
右サブスピーカに伝達される前に修正された第４のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第１のオーディオ入力信号部分を修正するための第１のハイパスフィルタと、
左サブスピーカに伝達される前に修正された第１のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第４のオーディオ入力信号のその部分を修正するための第２のハイパスフィルタとを有し、
左および右サブスピーカによって受信される結果としての信号は、それぞれ第１および第４のオーディオ入力信号からのみの情報で主に構成される低周波数成分を持つことを特徴とする請求項１または２記載のオーディオ再生システム。
【請求項１４】
第５のオーディオ入力信号をさらに具備し、
信号修正結合手段は、前記第５のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカで受信される信号と結合する手段をさらに有し、
請求項１において特定される信号に加えて、左および右メインスピーカは、前記第５のオーディオ入力信号と略等しい量をも受信し、
前記第５のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置する聴取者に、左および右メインスピーカ間の略等距離の位置から発生するように感じさせることを特徴とする請求項１記載のオーディオ再生システム。
【請求項１５】
第６のオーディオ入力信号をさらに具備し、
信号修正結合手段は、第６のオーディオ入力信号を修正するための前後フィルタと、修正された第６のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカによって受信される信号と結合させるための手段とをさらに有し、
請求項１４において特定された信号に加えて、左および右メインスピーカは、前記修正された第６のオーディオ入力信号と略等しい量をも受信し、
前記第６のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置する聴取者に、聴取者の後方の一般的位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項１４記載のオーディオ再生システム。
【請求項１６】
前記信号修正結合手段は、
前記第１のオーディオ入力信号を第１の前後フィルタによって修正した後に、第２のオーディオ入力信号を第１のオーディオ入力信号と結合する手段と、
前記第４のオーデイオ入力信号を第２の前後フィルタによって修正した後に、第３のオーディオ入力信号を第４のオーディオ入力信号と結合する手段と、
前記修正された第１のオーデイオ入力信号と第２のオーディオ入力信号との結合から修正された第４のオーディオ入力信号と第３のオーデイオ入力信号との結合を差し引き、その結果として得られた差信号を前記左サブスピーカに伝達する手段と、
前記修正された第４のオーディオ入力信号と第３のオーディオ入力信号との結合から修正された第１のオーディオ入力信号と第２のオーディオ入力信号との結合を差し引き、その結果として得られた差信号を前記右サブスピーカに伝達する手段とをさらに有し、
前記第２および第３のオーデイオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、聴取者の位置の前方の音位置と、前記左および右サブスピーカを越えて拡がる一般的な音位置との広い領域から発生すると感じさせ、
前記第１および第４のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記左および右サブスピーカ位置を越えて拡がり、聴取者の後方範囲を含む音位置の広い領域から略発生すると感じさせることを特徴とする請求項４記載のオーディオ再生システム。
【請求項１７】
前記信号修正結合手段は、
左サブスピーカに伝達される、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分を修正する第１のローパスフィルタと、
右サブスピーカに伝達される、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分を修正する第２のローパスフィルタとをさらに有し、
前記第１、第２、第３、および第４のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音の見かけの音位置は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、聴取者の頭部の移動に対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項１６記載のオーディオ再生システム。
【請求項１８】
前記第１および第２のローパスフィルタは、周波数応答を約５ｋＨｚ以下に制限することを特徴とする請求項１７記載のオーディオ再生システム。
【請求項１９】
前記第１および第２のローパスフィルタは、周波数応答を約１．８ｋＨｚ以下に制限することを特徴とする請求項１７記載のオーディオ再生システム。
【請求項２０】
前記第１および第２のローパスフィルタは、周波数応答を約１ｋＨｚ以下に制限することを特徴とする請求項１７記載のオーディオ再生システム。
【請求項２１】
信号修正結合手段は、
結合および修正された第３および第４のオーデイオ入力信号から差し引かれる、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分を修正する第３のローパスフィルタと、
結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号から差し引かれる、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分を修正する第四のローパスフィルタとをさらに有し、
前記第１、第２、第３、および第４のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音の見かけの音位置は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、聴取者の頭部の移動に対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項１７記載のオーディオ再生システム。
【請求項２２】
信号修正結合手段は、
右サブスピーカによる再生の前に、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号から差し引かれる、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分を修正する第１のハイパスフィルタと、
左サブスピーカによる再生の前に、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号から差し引かれる、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分を修正する第２のハイパスフィルタとをさらに有し、
左サブスピーカによって受信された結果として得られた信号は、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号からのみの情報から主に構成される低周波数成分を持ち、
右サブスピーカによって受信された結果として得られた信号は、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号からのみの情報から主に構成される低周波数成分を持つことを特徴とする請求項１６記載のオーディオ再生システム。
【請求項２３】
第５のオーディオ入力信号をさらに具備し、信号修正結合手段は、前記第５のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカによって受信される信号と結合する手段をさらに有し、
請求項１６において特定された信号に加えて、左および右メインスピーカは、前記第５のオーディオ入力信号と略等しい量をも受信し、
前記第５のオーディオ入力信号と基づいてシステムによって再生された音は、聴取観囲に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、左および右メインスピーカの間の略等距離の位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項１６記載のオーディオ再生システム。
【請求項２４】
第６のオーディオ入力信号をさらに具備し、信号修正結合手段は、
第６のオーディオ入力信号を修正する前後フィルタと、
修正された第６のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカによって受信される信号と結合する手段とをさらに有し、
請求項２３において特定された信号に加えて、左および右メインスピーカは、前記修正された第６のオーディオ入力信号と略等しい量をも受信し、
前記第６のオーディオ入力信号と基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部が一般にスピーカの聴取位置に位置する聴取者に、聴取者の後方の一般的位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項２３記載のオーディオ再生システム。
【請求項２５】
オーディオ再生システムにおいて、
第１のオーディオ入力信号、第２のオーディオ入力信号、第３のオーディオ入力信号、および第４のオーディオ入力信号と、
左および右メインスピーカ位置に、前記左および右メインスピーカ位置を通る結ぶ直線によって定義されるスピーカ軸に沿って離間して、それぞれ配置される左および右メインスピーカであって、聴取領域から見て、左メインスピーカが左、右メインスピーカが右となるように、聴取領域が左および右メインスピーカ位置の前方に一般的領域を有し、前記左および右メインスピーカが受信した信号に基づいて音を再生する左メインスピーカおよび右メインスピーカと、
聴取領域にいる聴取者の一般的に前方にある左および右前方スピーカ位置にそれぞれ配置される左前方スピーカおよび右前方スピーカであって、前記左および右前方スピーカが受信した信号に基づいて音を再生する左および右前方スピーカと、
左および右サブスピーカ位置にそれぞれ配置される左サブスピーカおよび右サブスピーカであって、聴取領域から見た左および右サブスピーカが左および右メインスピーカのそれぞれに対して左および右に位置し、頭部を通る直線で測定されるときの人間の平均耳間隔の約５０％から１５０％の範囲となるような距離ｄだけ左および右メインスピーカ位置からそれぞれ離間するように、前記スピーカ軸と略同軸上に配置され、前記左および右サブスピーカが受信した信号に基づいて音を再生する左および右サブスピーカと、
信号修正結合手段とを具備し、前記信号修正結合手段は、
第２のオーディオ入力信号を左前方スピーカに伝達し、第３のオーディオ入力信号を右前方スピーカに伝達する手段と、
第１のオーディオ入力信号を修正し、修正された第１のオーディオ入力信号を前記左メインスピーカに伝達する手段と、
第４のオーディオ入力信号を修正し、修正された第４のオーディオ入力信号を前記右メインスピーカに伝達する手段と、
前記修正された第１のオーディオ入力信号から前記修正された第４のオーディオ入力信号を差し引き、その結果として得られた差の信号を前記左サブスピーカに伝達する手段と、
前記修正された第４のオーディオ入力信号から前記修正された第１のオーディオ入力信号を差し引き、その結果として得られた差の信号を前記右サブスピーカに伝達する手段とを有し、
前記第２および第３のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記左および右メインスピーカの略中間にある音位置の領域から発生すると感じさせ、
前記第１および第４のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記左および右サブスピーカ位置を越えて拡がる音位置の広い領域から略発生すると感じさせることを特徴とするオーディオ再生システム。
【請求項２６】
第５のオーディオ入力信号をさらに具備し、
信号修正結合手段は、前記第５のオーディオ入力信号を前記左および右前方スピーカで受信される信号と結合する手段をさらに有し、
請求項２５において特定される信号に加えて、左および右前方スピーカは、前記第５のオーディオ入力信号と略等しい量をも受信し、
前記第５のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置する聴取者に、左および右前方スピーカ間の略等距離の位置から発生するように感じさせることを特徴とする請求項２５記載のオーディオ再生システム。
【請求項２７】
第６のオーディオ入力信号をさらに具備し、
信号修正結合手段は、第６のオーディオ入力信号を修正するための前後フィルタと、修正された第６のオーディオ入力信号を左および右フロントスピーカによって受信される信号と結合させるための手段とをさらに有し、
請求項２６において特定された信号に加えて、左および右前方スピーカは、前記修正された第６のオーディオ入力信号と略等しい量を受信し、
前記第６のオーディオ入力信号に基づく再生音は、頭部が聴取位置に位置する聴取者に、聴取者の後方の一般的位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項２６記載のオーディオ再生システム。
【請求項２８】
２チャネルオーディオ入力信号を受理する手段と、
前記２チャネルオーディオ入力信号を少なくとも４つのオーディオ出力信号を有するマルチチャネルオーディオ出力に変換する２チャネル−マルチチャネル変換手段と、
前記少なくとも４つのオーデイオ出力信号を信号修正結合手段の少なくとも４つのオーディオ信号入力に伝達する手段とさらに具備することを特徴とする請求項１または１６記載のオーディオ再生システム。
【請求項２９】
２チャネルオーディオ入力信号を受理する手段と、
前記２チャネルオーデイオ入力信号を５つのオーディオ出力信号を有するマルチチャネルオーディオ出力に変換する２チャネル−マルチチャネル変換器と、
オーディオ出力信号の４つを請求項１記載の信号修正結合手段の４つのオーディオ信号入力に伝達する手段と、
聴取位置の前方に配置された中央前方スピーカとをさらに具備し、
前記第５のオーディオ入力信号は、前記中央前方スピーカに伝達されて、再生され、
前記第５のオーディオ出力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記中央前方スピーカから略発生すると感じさせることを特徴とする請求項１または１６記載のオーディオ再生システム。
【請求項３０】
少なくとも４つのオーディオ入力信号のフォーマットを決定する信号フォーマット検出手段と、
第１および第４のオーディオ入力信号を切断し、第２および第３のオーディオ入力信号の信号経路を変更するスイッチング手段とをさらに具備し、
第２および第３のオーディオ入力信号のみが作動中であるとの決定に基づいて、前記スイッチング手段は、信号修正結合手段から第１および第４のオーディオ信号を切断し、第２および第３のオーディオ入力信号をこれまで第１および第４のオーディオ入力信号のそれぞれに占有されていた位置にある信号修正結合手段に再結合するように作動し、第２および第３のオーディオ入力信号のための新たな信号経路におけるいずれの前後フィルタをもバイパスさせ、
前記第２および第３のオーディオ入力信号は、左および右サブスピーカに伝達されて再生される差信号において、それぞれ前記第１および第４のオーディオ信号に代用され、
前記第２および第３のオーディオ入力信号に基づいてシステムによって再生された音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記左および右サブスピーカ位置を越えて拡がる音の位置の広い領域から発生すると感じさせることを特徴とする請求項１記載のオーディオ再生システム。
【請求項３１】
聴取者の前方に配置されたラウドスピーカから仮想サラウンドサウンド効果を作り出す方法において、
左メインスピーカ位置および右メインスピーカ位置に、前記左メインスピーカ位置および右メインスピーカ位置を結ぶ直線として定義されるスピーカ軸に沿って離間して、それぞれ配置される左メインスピーカおよび右メインスピーカであって、聴取領域から見て、左メインスピーカが左、右メインスピーカが右となるように、聴取領域が左および右メインスピーカ位置の前方に一般的領域を有する左メインスピーカおよび右メインスピーカを提供する工程と、
左および右サブスピーカ位置にそれぞれ配置される左サブスピーカおよび右サブスピーカであって、聴取領域から見た左および右サブスピーカが左および右メインスピーカのそれぞれに対して左および右に位置し、頭部を通る直線で測定されるときの人間の平均耳間隔の約５０％から１５０％の範囲となるような距離ｄだけ左および右メインスピーカ位置からそれぞれ離間するように、前記スピーカ軸と略同軸上に配置される左および右サブスピーカを提供する工程と、
第１のオーディオ入力信号を修正し、修正された第１のオーディオ入力信号を第２のオーディオ入力信号と結合し、修正された第１のオーディオ入力信号および第２のオーディオ入力信号の結合を左メインスピーカに伝達し、そして左メインスピーカにおいて修正された第１のオーディオ入力信号および第２のオーディオ入力信号の結合に基づく音を再生する工程と、
第４のオーディオ入力信号を修正し、修正された第４のオーディオ入力信号を第３のオーディオ入力信号と結合し、修正された第４のオーディオ入力信号および第３のオーディオ入力信号の結合を右メインスピーカに伝達し、そして右メインスピーカで修正された第４のオーディオ入力信号および第３のオーディオ入力信号の結合に基づく音を再生する工程と、
修正された第１のオーディオ入力信号から修正された第４のオーディオ入力信号を差し引き、結果として得られた差信号を左サブスピーカに伝達し、そして左サブスピーカにおいて差信号に基づく音を再生する工程と、
修正された第４のオーディオ入力信号から修正された第１のオーディオ入力信号を差し引き、結果として得られた差信号を右サブスピーカに伝達し、そして右サブスピーカにおいて差信号に基づく音を再生する工程とを有し、
第２および第３のオーデイオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、前記左および右メインスピーカ間の音位置の領域から略発生すると感じさせ、そして
第１および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、前記左および右サブスピーカ間の位置を越えて拡がる音の位置の広い領域から発生すると感じさせることを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記左および右サブスピーカ位置の間に配置される中央前方スピーカを提供する工程と、
第５のオーディオ入力信号を中央前方スピーカに伝達し、中央前方スピーカにおいて第５のオーディオ入力信号に基づく音を再生する工程とをさらに有し、
第５のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、前記中央前方スピーカ位置から略発生すると感じさせることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
それぞれのメインおよびサブスピーカ間の距離ｄは、略平均耳間隔に等しいことを特徴とする請求項３１または３２記載の方法。
【請求項３４】
前記第１のオーディオ入力信号を修正する工程は、第１の前後フィルタを使用することを含み、前記第４のオーディオ入力信号を修正する工程は、第２の前後フィルタを使用することを含み、第１および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、聴取者の後方範囲を含む前記左および右サブスピーカ位置を越えて拡がる音位置の広い領域から発生すると感じさせることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３５】
第１のオーディオ入力信号、第２のオーディオ入力信号、第３のオーディオ入力信号、および第４のオーディオ入力信号は、サラウンドサウンドオーディオシステムの左前方、右前方、左後方、および右後方信号に一致することを特徴とする請求項３１または３２記載の方法。
【請求項３６】
第１および第２の前後フィルタを約２，５００Ｈｚ以下に帯域制限する工程をさらに有することを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
第１および第２の前後フィルタは、約１２ｋＨｚに帯域強調を有することを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３８】
左サブスピーカに伝達される、修正された第１のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程と、
右サブスピーカに伝達される、修正された第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程とをさらに有し、
第１および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音の見かけの音位置は、聴取領域に位置する聴取者に、聴取者の頭部の移動に対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項３１または３２記載の方法。
【請求項３９】
修正された第１および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答は、約５ｋHz以下に制限されることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
修正された第１および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答は、約１．８ｋＨｚ以下に制限されることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４１】
修正された第１および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答は、約１ｋＨｚ以下に制限されることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４２】
修正された第４のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第１のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程と、
修正された第１のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程とをさらに有し、
第１および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置する聴取者に、聴取者の頭部の移動に対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４３】
修正された第４のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第１のオーディオ入力信号部分の周波数応答を、右サブスピーカに伝達する前に所定の周波数以上に制限する工程と、
修正された第１のオーディオ入力信号から差し引かれる、修正された第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答を、左サブスピーカに伝達する前に所定の周波数以上に制限する工程とをさらに有し、
左および右サブスピーカによって受信される結果としての信号は、第１および第４のオーディオ入力信号のみの情報で主に構成される低周波数成分をそれぞれ有することを特徴とする請求項３１または３２記載の方法。
【請求項４４】
請求項３１において特定された信号に加えて、第５のオーディオ入力信号と略等しい量が、左および右メインスピーカに伝達および再生されるように、第５のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカによって受信される信号と結合する工程をさらに有し、
第５のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置する聴取者に、左および右メインスピーカ間の略等距離から発生すると感じさせることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項４５】
第６のオーディオ入力信号を前後フィルタを用いて修正する工程と、
請求項４４において特定された信号に加えて、修正された第６のオーディオ入力信号と略等しい量が、左および右メインスピーカに伝達および再生されるように、修正された第６のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカによって受信される信号と結合する工程とをさらに有し、
第６のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置する聴取者に、聴取者の後方の一般的位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項４４記載の方法。
【請求項４６】
第１のオーディオ入力信号を第１の前後フィルタによって修正した後、第２のオーディオ入力信号を前記第１のオーディオ入力信号と結合する工程と、
第４のオーディオ入力信号を第２の前後フィルタによって修正した後、第３のオーディオ入力信号を前記第４のオーディオ入力信号と結合する工程と、
修正された第４のオーディオ入力信号および第３のオーディオ入力信号の結合を修正された第１のオーディオ入力信号および第２のオーディオ入力信号の結合から差し引き、その結果として得られる差信号を左サブスピーカに伝達し、左サブスピーカにおいて差信号を再生する工程と、
修正された第１のオーディオ入力信号および第２のオーディオ入力信号の結合を修正された第４のオーディオ入力信号および第３のオーディオ入力信号の結合から差し引き、その結果として得られる差信号を右サブスピーカに伝達し、右サブスピーカにおいて差信号を再生する工程とをさらに有し、
第２および第３のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、聴取者の位置の前方および前記左および右メインスピーカを越えて拡がる音の位置の広い領域から略発生すると感じさせ、
第１および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、前記左および右サブスピーカを越えて拡がり、かつ、聴取者の後方範囲を含む音位置の広い領域から発生すると感じさせることを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項４７】
左サブスピーカに伝達される、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程と、
右サブスピーカに伝達される、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程とをさらに具備し、
第１、第２、第３、および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音の見かけの音位置は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、聴取者の頭部の移動に対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
左サブスピーカに伝達される、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分の周波数応答および右サブスピーカに伝達される、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答は、約５ｋＨｚ以下に制限されることを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項４９】
左サブスピーカに伝達される、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分の周波数応答および右サブスピーカに伝達される、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答は、約１．８ｋＨｚ以下に制限されることを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項５０】
左サブスピーカに伝達される、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分の周波数応答および右サブスピーカに伝達される、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答は、約１ｋＨｚ以下に制限されることを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項５１】
結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号から差し引かれた、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程と、
結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号から差し引かれた、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答を所定の周波数以下に制限する工程とをさらに有し、
第１、第２、第３、および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音の見かけの音位置は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、聴取者の頭部の移動に対してさらに安定的かつ許容的であると感じさせることを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項５２】
結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号から差し引かれた、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号部分の周波数応答を、右サブスピーカによる再生の前に所定の周波数以上に制限する工程と、
結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号から差し引かれた、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号部分の周波数応答を、左サブスピーカによる再生の前に所定の周波数以上に制限する工程とをさらに有し、
左サブスピーカによって受信された結果として得られる信号は、結合および修正された第１および第２のオーディオ入力信号のみの情報から主に構成される低周波数成分を持ち、
右サブスピーカによって受信された結果として得られる信号は、結合および修正された第３および第４のオーディオ入力信号のみの情報から主に構成される低周波数成分を持つことを特徴とする請求項４６記載の方法。
【請求項５３】
請求項４６において特定された信号に加えて、第５のオーディオ入力信号と略等しい量が、左および右メインスピーカに伝達および再生されるように、第５のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカよって受信される信号と結合するする工程をさらに有し、
第５のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向に一般に向いている聴取者に、左および右メインスピーカ間の略等距離から発生すると感じさせることを特徴とする請求項４６記載の方法。
【請求項５４】
第６のオーディオ入力信号を前後フィルタを用いて修正する工程と、
請求項５３において特定された信号に加えて、第６のオーディオ入力信号と略等しい量が、左および右メインスピーカに伝達および再生されるように、修正された第６のオーディオ入力信号を左および右メインスピーカよって受信される信号と結合する工程とをさらに有し、
第６のオーディオ入力信号に基づく再生音は、頭部が略聴取位置に位置する聴取者に、聴取者の後方の一般的位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
聴取者の前方に配置されたラウドスピーカから仮想サラウンドサウンド効果を作り出す方法において、
左メインスピーカ位置および右メインスピーカ位置に、前記左メインスピーカ位置および右メインスピーカ位置を結ぶ直線として定義されるスピーカ軸に沿って離間して、それぞれ配置される左メインスピーカおよび右メインスピーカであって、聴取領域から見て、左メインスピーカが左、右メインスピーカが右となるように、聴取領域が左および右メインスピーカ位置の前方に一般的領域を有する左メインスピーカおよび右メインスピーカを提供する工程と、
聴取領域にいる聴取者の前方の一般的位置に配置される左前方スピーカおよび右前方スピーカを提供する工程と、
左および右サブスピーカ位置にそれぞれ配置される左サブスピーカおよび右サブスピーカであって、聴取領域から見た左および右サブスピーカが左および右メインスピーカのそれぞれに対して左および右に位置し、頭部を通る直線で測定されるときの人間の平均耳間隔の約５０％から１５０％の範囲となるような距離ｄだけ左および右メインスピーカ位置からそれぞれ離間するように、前記スピーカ軸と略同軸上に配置される左および右サブスピーカを提供する工程と、
第１のオーディオ入力信号を修正し、修正された第１のオーディオ入力信号を左メインスピーカに伝達し、左メインスピーカにおいて修正された第１のオーディオ入力信号に基づく音を再生する工程と、
第４のオーディオ入力信号を修正し、修正された第４のオーディオ入力信号を右メインスピーカに伝達し、右メインスピーカにおいて修正された第４のオーディオ入力信号に基づく音を再生する工程と、
第２のオーディオ入力信号を左前方スピーカに伝達し、左前方スピーカにおいて第２のオーディオ入力信号に基づく音を再生する工程と、
第３のオーディオ入力信号を右前方スピーカに伝達し、右前方スピーカにおいて第３のオーディオ入力信号に基づく音を再生する工程と、
修正された第１のオーディオ入力信号から修正された第４のオーディオ入力信号を差し引き、結果として得られた差信号を左サブスピーカに伝達し、そして左サブスピーカにおいて差信号に基づく音を再生する工程と、
修正された第４のオーディオ入力信号から修正された第１のオーディオ入力信号を差し引き、結果として得られた差信号を右サブスピーカに伝達し、そして右サブスピーカにおいて差信号に基づく音を再生する工程とを有し、
第２および第３のオーデイオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、前記左前方スピーカおよび右前方スピーカ間の音位置の領域から略発生すると感じさせ、そして
第１および第４のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、前記左および右サブスピーカ間の位置を越えて拡がる音の位置の広い領域から発生すると感じさせることを特徴とする方法。
【請求項５６】
請求項５５において特定された信号に加えて、第５のオーディオ入力信号と略
等しい量が、左および右前方スピーカに伝達および再生されるように、第５のオーディオ入力信号を左前方スピーカおよび右前方スピーカによって受信される信号と結合する工程をさらに有し、
第５のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、左および右前方スピーカ間の略等間隔の位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項５５記載の方法。
【請求項５７】
第６のオーディオ入力信号を前後フィルタを用いて修正する工程と、
請求項５６において特定された信号に加えて、修正された第６のオーディオ入力信号と略等しい量が、第２の左および右前方スピーカに伝達および再生されるょうに、修正された第６のオーディオ入力信号を左前方スピーカおよび右前方スピーカよって受信される信号と結合する工程とをさらに有し、
第６のオーデイオ入力信号に基づく再生音は、頭部が略聴取位置に位置する聴取者に、聴取者の後方の一般的位置から発生すると感じさせることを特徴とする請求項５６記載の方法。
【請求項５８】
２チャネルオーディオ入力信号を、少なくとも４つのオーディオ出力信号を有するマルチチャネルオーディオ出力に変換する工程をさらに有し、少なくとも４つのオーディオ出力信号は、請求項３１または４６における第１のオーディオ入力信号、第２のオーディオ入力信号、第３のオーディオ入力信号、および第４のオーディオ入力信号であることを特徴とする請求項３１または４６記載の方法。
【請求項５９】
２チャネルオーディオ入力信号を５つのオーディオ出力信号を有するマルチチャネルオーディオ出力に変換する工程と、
５つのオーディオ出力信号のうちの４つが、第１のオーディオ入力信号、第２のオーディオ入力信号、第３のオーディオ入力信号、および第４のオーディオ入力信号であるように伝達する工程と、
中央前方スピーカによって再生された第５のオーディオ入力信号になるように５番目のオーディオ入力信号を伝達する工程とをさらに具備し、
第５のオーディオ入力信号に基づく再生音は、聴取領域に位置し、頭部がスピーカ位置の方向を一般に向いている聴取者に、前記中央前方スピーカ位置から略発生すると感じさせることを特徴とする請求項３１または４６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、「サラウンドサウンド」システムとして知られるマルチチャネルシステムにおける音の再生に関し、特に、聴取者の前方にのみ配置されたラウドスピーカからのサラウンドサウンド体験を再生するためのラウドスピーカシステムの設計における心理音響学の原理の適用に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、２チャネルオーディオシステムの感知されるサウンドステージを拡張するため、またはラウドスピーカの実際の位置とは独立した仮想位置から発生する音の錯覚を作り出すために、両耳間相互相関係数（ＩＡＣＣ）および頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）を使用することが可能であることが長い間知られている。１９７０年代および１９８０年代を通じて、感知されるサウンドステージを拡張するためにＩＡＣＣを使用した多数のオーディオコンポーネントを購入可能であった。しかしながら、廉価で強力なデジタル信号処理（ＤＳＰ）が入手可能になるまでは、特定の場所における仮想音源のより正確な生成は非常に困難であったし、正確なＨＲＴＦ合成の複雑さのおかげで高価であった。
【０００３】
最近になって、ＤＳＰおよび改良されたフィルタリングアルゴリズムが入手可能となって、聴取者の前方に典型的に配置された一対のラウドスピーカのみを用いて、ほとんどの位置における仮想音源を作り出すことが可能になった。同じ技術の多様な形態を用いて、聴取者の前方に典型的に配置された一対のラウドスピーカから同時にいくつかの仮想音源を作り出すことが可能である。この技術は、多くの実用的な適用を有している。例えば、１つの完全な５．１サラウンドサウンドオーディオシステムとして、前方、後方および中央スピーカを有する体験を一対のラウドスピーカまたはヘッドホンを用いてシミュレートすることができる。
【０００４】
これらの技術は、人間がそれらの音源の位置を決定するために耳で受けた音を処理する方法に基づいている。一般に、我々は２つの主な機構、即ち、両耳間時間差（ＩＴＤ）および両耳間レベル差（ＩＬＤ）に基づいて音の方向を知る。ＩＴＤは、聴取者の頭部の一方に到達した音が反対側に到着するまでに必要な追加時間であって、近い側の耳に到達するのに必要な時間に対する比較として得られるものをいう。音のＩＴＤは、聴取者が高い精度で横方向の音について決定することを可能にする。ＩＬＤは、１つの特定の位置から到着する音について聴取者の２つの耳の間で感知された強度差をいう。例えば、聴取者の左側で生じた音は、聴取者の頭を通過する間に音の大きさが減衰するため、右耳に比べて、一般に左耳で大きく現れるだろう。両耳間の全体的な強度差は、ＩＴＤによる音の横方向の位置決定を強化する。さらに、１つの特定の位置から到着する音は、それぞれの耳でその特定の方向位置に特性を持つ複雑な周波数応答パターンを生じる。これらの特性方向性周波数応答曲線およびその方向から到着する音に対応するＩＴＤの組み合わせが、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）と呼ばれる。ＨＲＴＦの周波数応答成分はかなり複雑で、各々個人に対して多少異なる。それぞれの耳におけるＨＲＴＦ周波数応答の詳細な構造により、聴取者は、音の高度や音が前方か後方かのいずれから来るのかを決定することができる。例えば、聴取者の左前方６０度に位置された音源は、聴取者の左後方６０度に位置された音源と同じＩＴＤ（約３００ｍｓ）を持つ。しかしながら、外耳の非対象性がこれら２つの音源の位置に対して非常に異なるＨＲＴＦを生じさせ、それによって聴取者が横方向の位置および前方対後方位置を決定することを可能にする。同様の機構により、聴取者が音源の近似的な高度を決定することを可能にする。一般に、ＩＴＤに基づいて音の横方向を決定する機構は、約１５０Ｈｚから１，２００Ｈｚの周波数領域で働く。ＨＲＴＦの周波数応答に基づく音についての位置決定機構は、約５００Ｈｚから１２，０００Ｈｚ以上で働く。
【０００５】
これらの原理に基づいて、ラウドスピーカにおける両耳間相互相関を消去したり、合成または測定されたＨＲＴＦを用いてモノラル信号からの仮想音源を生成したり、または、前方一対のスピーカのみからオーディオサラウンドサウンドシステムのための仮想後方チャネルを生成するためにＨＲＴＦを用いたりするための種々の方法が発明されてきた。
【０００６】
一般に、サラウンドサウンドオーディオシステムのシミュレーションであるか他のアプリケーションであるかに関わらず、仮想音源を生成するためにＨＲＴＦを用いる方法は、多くの実用上の制限を有する。ＨＲＴＦの正確な表現は、非常に計算機集中であり、それゆえ、実用的で経済効率の良いＤＳＰ法を用いて十分な精度を得ることは困難である。例えば、ＨＲＴＦを用いた仮想音源生成法を記述した米国特許Ｎｏ．６，１７３，０６１は、より効率的な音処理アルゴリズムが必要であることを認めており、そしてこの問題と取り組むことが望まれている。さらに、従来の方法で使用された特定のＨＲＴＦは、使用されたラウドスピーカの特性、ラウドスピーカと聴取者との間の特定の位置関係、および聴取者間の実際のＨＲＴＦの相違に関する仮定に基づいて選択される。高度な特性および詳細な性質のＨＲＴＦが与えられれば、仮定した聴取位置から離れた聴取者の動きと組み合わされたラウドスピーカの特性または位置の変化が容易に仮想音源錯覚をなくすことができることを当業者は認識するであろう。また、聴取者の実際のＨＲＴＦによっては、錯覚のための装置に採用されたＨＲＴＦから相当異なっていて作業できないかも知れない。例えば、米国特許Ｎｏ．４，３９３，３４２およびそれに関連する特許は、約６００Ｈｚから１０ｋＨｚの範囲までＨＲＴＦ表現の周波数領域を制限することによる方法に基づいてＨＲＴＦの位置柔軟性を増大させる方法および聴取者の許容できるＨＲＴＦを決定する方法について記述している。
【０００７】
仮想音の位置および音源を作り出すいくつかの既知の方法は、両耳で記録された信号または他の特別に記録された信号を入力として使用することに依存している。これらの方法は、上記の制限を受けるかもしれないし、特定の記録方式で作成された入力信号を使用する時にのみ適切に機能するであろう。例えば、米国特許Ｎｏ．４，１９９，６５８は、両耳で記録された信号を入力として使用することに基づいた方法を記述している。
【０００８】
最後に、仮想後方チャネル音源を作り出す最も良く知られた方法は、実際のラウドスピーカが聴取者の背後の特定の位置に置かれているという錯覚を再生しようとする。このような方法は、米国特許Ｎｏ．６，０５２，４７０やそれに関連した特許に開示されており、聴取者の背後に配置された一対のスピーカの錯覚を作り出すためにＨＲＴＦを使用する種々の方法を記述している。しかしながら、オーディオサラウンドサウンドシステムのための後方チャネル音再生において、実際に後方配置された直接拡散ラウドスピーカによって提供される特定配置の型よりも拡散配置が望ましいことは、当業者であれば一般的に賛成していることである。さらに、当業者には理解されていることであるが、前方および後方対のスピーカから構成されるオーディオサラウンドサウンドシステムは、２対のスピーカ間の中心にいる聴取者のすぐ左右の一般的領域において音位置を決定するのには効果的ではない。
【０００９】
したがって、これらは、より複雑でない信号処理を必要とし、ラウドスピーカ特性、ラウドスピーカの配置、聴取者の位置、および聴取者ごとのＨＲＴＦの多様性に許容度が高く、一般的に利用される録音時において効果的であり、しかも聴取者の周囲の位置範囲にわたってオーディオサラウンドサウンドシステムにおける後方チャネル音の拡散配置を可能にする仮想後方サラウンドサウンドチャネルを生成する方法を必要としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明は、聴取者の前方に配置されるラウドスピーカシステムまたは一対のラウドスピーカシステムから、仮想後方サラウンドサウンドチャネルまたは仮想サラウンドサウンド効果を生じさせる装置と方法を提供することを目的とする。本発明の付加的な目的は、単純なアナログフィルタまたは単純なＤＳＰを用いた実施を可能とすることである。本発明の他の目的は、ラウドスピーカの特性、ラウドスピーカの配置、聴取者の配置、および聴取者ごとの多様性についてより許容度を高くすることにある。さらに、本発明の他の目的は、一般的に利用可能なオーディオサラウンドサウンド録音時に、効果的なサラウンドサウンドの再生を生み出すことである。本発明のさらなる目的は、聴取者のすぐ左右にある一般的範囲を包含した聴取者の周囲または後方の異なる位置領域から発生するものとして感じさせる仮想音源を生成することである。
【００１１】
米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２；４，４９７，０６４；４，５６９，０７４および４，６３０，２９８は、ＩＡＣを消去し、一般的に利用可能なステレオ録音からの信号を使用してラウドスピーカ位置を超えて拡がる現実的な音響場を生成するステレオ音再生システムにおいてメインおよびサブスピーカの配置を用いる方法を開示する。これらの特許の開示は、ここでは参考文献によってすべて具体化される。例えば、従来技術の図１（米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２の図１０）は、どのようにメインおよびサブスピーカを配置すれば、２つの入力信号からラウドスピーカの位置の境界外の仮想音源を生成するのに使用可能となるかを特に示す。米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２；４，４９７，０６４；４，５６９，０７４および４，６３０，２９８の開示に基づけば、これらの開示に従って構成されたシステムが、入力として使用された２つの録音信号に含まれる位置情報に従ってラウドスピーカの位置に対して略独立に、聴取者の前方のどこにでも仮想音源を生み出すことができることは、当業者には明らかであろう。また、これらの特許に開示された方法は、入力として使用された２つの録音信号に位置情報が存在しないとき、安定な音イメージを作り出すこともできる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの実施形態によると、少なくとも４つのオーディオ入力信号、例えば、左前方、右前方、左サラウンド、および右サラウンドチャネル信号を受信する少なくとも４つの入力を有するオーディオ再生システムにおいて、右メインスピーカおよび左メインスピーカは、主聴取位置から等間隔に配置されたスピーカ軸に沿って右および左メインスピーカ位置にそれぞれ配置される。主聴取位置ＬＬは、中心聴取軸に沿ったメインスピーカに面している聴取者の頭部に対応する空間位置であって、最大両耳間音距離△ｔＭＡＸだけ離間した右および左耳における耳軸に沿った右耳位置および左耳位置を有する空間位置として一般的に定義され、主聴取位置は、右および左耳に対して等距離にある耳軸上の点として特に定義される。中央聴取軸ＣＬＡは、主聴取位置と右および左メインスピーカから等距離にあるスピーカ軸上の点とを通る直線として特に定義される。右サブスピーカおよび左サブスピーカは、左および右メインスピーカのスピーカ軸と略同軸上で、主聴取位置ＬＬから等距離離間した位置に配置された右および左サブスピーカ位置に配置される。メインスピーカに対するサブスピーカの注意深い配置、メインおよびサブスピーカのための駆動信号を生成する右および左サラウンド信号の適切な修正および組み合わせの使用、および前記駆動信号の構成部分の適切なフィルタリングによって、主聴取位置ＬＬに位置した聴取者は、聴取者の前方にのみ配置されたスピーカからサラウンドサウンドの体験を実感することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施形態について図を用いてこれから説明する。図では、同一の参照文字や番号は同一または機能的に同様な構成要素を示す。特別な形状および配置が記述される場合、これは説明の目的のためのみになされることを理解すべきである。関連した分野の当業者は、他の形状および配置が発明の趣旨および範囲から逸脱しないで使用されることを認識するであろう。
【００１４】
図２および図２ａは本発明の第一の好ましい実施形態を示す。図２に示すように、サラウンドサウンドシステムの信号チャネルに対応する４つのオーディオ信号入力を具備する。ただし、これは例示であり、これに限られるものではない。これらは、４つのオーディオ信号入力があることと理解される。しかしながら、明瞭さと首尾一貫性のために、これらの信号は、ここでは左サラウンド信号ＬＳ；左前方信号ＬＦ；右前方信号ＲＦ；右サラウンド信号ＲＳと呼ぶこととする。左および右ラウドスピーカエンクロージャＬＳＥ，ＲＳＥも具備する。左ラウドスピーカエンクロージャＬＳＥは、少なくとも１つの左メインスピーカＬＳＭおよび少なくとも１つの左サブスピーカＬＳＳを有する。右ラウドスピーカエンクロージャＲＳＥは、少なくとも１つの右メインスピーカＲＭＳおよび少なくとも１つの右サブスピーカＲＳＳを有する。当業者に良く知られているように、典型的なステレオオーディオシステムにおけるような一対のラウドスピーカによって再生される修正されていないオーディオ信号は、スピーカの前方に座っている聴取者には、２つのラウドスピーカ間の音領域から発せられたと感じられる。したがって、左および右メインラウドスピーカＬＭＳ，ＲＭＳのみによって作られた音は、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者にとっては、左および右メインラウドスピーカＬＭＳ，ＲＭＳの実際の位置の略中間かつそれに囲まれた音領域から発せられたと感じられる。
【００１５】
図２に示すように、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、左耳Ｌｅと右耳Ｒｅを持っている。左耳Ｌｅと右耳Ｒｅとの間の中間点は、中央聴取軸ＣＬＡに沿って位置している。ここでは全て参考文献に従って説明するが、米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２に注釈されているように、右および左耳の位置は、最大両耳間音距離△ｔＭＡＸだけ離間している。また、米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２で説明されるとともに図２に示されているように、音距離ｔは、音が左メインスピーカＬＭＳから左耳Ｌｅに到達する時間であり、音距離ｔ＋△ｔは、音が左メインスピーカＬＭＳから右耳Ｒｅに到達する時間である。同様に、音距離ｔは、音が右メインスピーカＲＭＳから右耳Ｒｅに到達する時間でもあり、音距離ｔ＋△ｔは、音が右メインスピーカＲＭＳから左耳Ｌｅに到達する時間でもある。同様にして、ｔ＋△ｔは、音が右サブスピーカＲＳＳから右耳Ｒｅに到達する時間でもあり、音が左サブスピーカＬＳＳから左耳Ｌｅに到達する時間でもある。
【００１６】
再び図２に関して、左サラウンド信号ＬＳは、前後フィルタ１を通過し、加算器３で左前方信号ＬＦと結合される。この結合信号は、左メインスピーカＬＭＳに伝達される。同様に、右サラウンド信号ＲＳは、前後フィルタ２を通過し、加算器４で右前方信号ＲＦと結合される。その後、結合信号は、右メインスピーカＲＭＳに伝達される。
【００１７】
前後フィルタ１および２は、サラウンド信号ＬＳおよびＲＳを次のように修正する。即ち、聴取者の耳において、かつ、一定の周波数領域にわたって、音信号が例え聴取者の前方から発せられていても、あたかも聴取者の後方から発生した様に、音信号の周波数応答を近似する。この修正は、図３から図６までを用いて説明する。図３は、水平面内で異なる角度の音位置から到達する音に対して自由場条件に対する聴取者の鼓膜での周波数応答を表す１群の周波数応答曲線を示す。図４は、聴取者の後方の鏡像の音位置から到達する音に対する周波数応答から聴取者の前方の音位置についての聴取者の最も近い耳に到達する音に対する図３からの周波数応答を差し引いて計算された他の１群の周波数応答曲線を示す。例えば、図３において、聴取者の後方、角度１３５度で左耳に到達する音についての曲線から、聴取者の前方、角度４５度で聴取者の左耳に到達する音についての曲線を差し引くことによって、図４の“４５−１３５度”と表示された曲線を生成する。このようにして、例えば、図４の“４５−１３５度”と表示された前後周波数応答曲線の近似的特性を有する図２の前後フィルタ１，２および中央聴取軸ＣＬＡの両側約４５度に配置された左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳによって、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、対応する最も近い耳の鼓膜でサラウンド信号ＬＳ，ＲＳについての略同じ周波数応答を感知するであろう。これにより、あたかもこれらの音が、実際には聴取者の前方でサラウンド信号ＬＳ，ＲＳが発生している現実の音位置ＬＭＳ，ＲＭＳに鏡像された聴取者の後方の音位置で発生していたかのように感じられる。
【００１８】
図５は、聴取者の後方の鏡像の音位置から到達する音についての周波数応答から、聴取者の前方の音位置で聴取者の最も遠い耳に到達する音についての図３に示された周波数応答を差し引いて計算される前後周波数応答曲線の同様の１群を示す。聴取者の前方の実際の音位置から聴取者の最も遠い耳に到達する音に対するこれらの特性を持つ前後フィルタの適用は、聴取者の後方の鏡像の音位置から到達する音の聴取者の最も遠い耳での周波数応答を再現する。例えば、再び図３において、聴取者の後方、−１３５度の角度で左耳に到達する音に対する曲線から、聴取者の前方、−４５度の角度で聴取者の左耳に到達する音に対する曲線を差し引くことによって、図５の“４５−１３５度”と表示された曲線を生成する。このようにして、例えば、図５の“４５−１３５度”と表示された前後周波数応答曲線の近似的特性を有する図２の前後フィルタ１、２、および中央聴取軸ＣＬＡの両側約４５度に配置された左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳによって、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、対応する最も遠い耳の鼓膜でサラウンド信号ＬＳ，ＲＳについての略同じ周波数応答を感知するであろう。これにより、あたかもこれらの音が、実際には聴取者の前方でサラウンド信号ＬＳ，ＲＳが発生している現実の音の位置ＬＭＳ，ＲＭＳに鏡像された聴取者の後方の音位置で発生したかのように感じられる。
【００１９】
図６は、音位置の鏡像前後対のそれぞれについて、図４に示された近い耳についての前後曲線と図５に示された最も遠い耳についての前後曲線との間の差を表す１群の周波数応答曲線を示す。図６を検討すると、近い耳および最も遠い耳についての前後曲線は、約２，５００Ｈｚの周波数まで略同じであることが分かる。また、図４および図５を検討すると、近い耳および遠い耳の両方についての前後周波数応答曲線は、聴取者の前方の中央聴取軸ＣＬＡの両側約３０度および６０度間の音位置について、約２５００Ｈｚの周波数まで非常に類似している。前後フィルタ１，２が、例えば、約２，５００Ｈｚの周波数まで図４の“４５−１３５度”と表示された前後周波数応答曲線の近似的特性を有するのであれば、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、前記前後フィルタ１，２によって修正された信号について両方の鼓膜で約２，５００Ｈｚまで略同じ周波数応答を感知するだろう。これは、中央聴取軸ＣＬＡの両側、約３０度と６０度との間の左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳの位置について、聴取者の前方にある左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳの現実の音位置に対し鏡像された聴取者の後方の音位置であたかも音が生じたかのようである。図７に示されるように、前後フィルタ１，２への入力信号が、例えば、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳである場合、聴取者は、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳが聴取者の後方の仮想左および右スピーカＰＬＳ，ＰＲＳの鏡像位置に配置されたラウドスピーカによって生じていると感じるだろう。
【００２０】
したがって、この第一実施形態において、図２の前後フィルタ１，２は、周波数領域を約２，５００Ｈｚ以下に制限し、約２，５００Ｈｚ以下の周波数について図４の“４５−１３５度”と表示された曲線の周波数応答を近似的に有する特性を持つ。上記および図６に示されるように、例えスピーカが中央聴取軸ＣＬＡから正確に４５度に配置されていなくとも、角度位置の範囲上で、しかも近い耳および最も遠い耳の両方について、前後周波数応答曲線が約２，５００Ｈｚ以下で非常に類似しているので、それでもなお前後フィルタ１，２は、図７に示すように、聴取者に対し、音が聴取者の後方の鏡像位置からやって来るように感じさせるであろう。これまでの説明にも関わらず、実験では、本発明の実施形態によっては、前後フィルタ１，２の周波数応答が２，５００Ｈｚを大幅に超えて広がっていることが望ましいことが示された。また、実施形態によっては、約１２ｋＨｚの周波数で約プラス４ｄｂからプラス８ｄｂのバンド強調を含むことが望ましいことが分かった。
【００２１】
再び図２において、前後フィルタ１を通過後、左サラウンド信号ＬＳはインバータ５とローパスフィルタ１１を通過する。その後、加算器１０を通り、そこで前後フィルタ２およびローパスフィルタ８を通過した右サラウンド信号ＲＳと結合され、その結果生じた結合信号は、修正された右サラウンド信号ＲＳ’から差し引かれた左サラウンド信号ＬＳ’で構成される。その後、結合信号は、右スピーカエンクロージャＲＳＥに設置された右サブスピーカＲＳＳに伝達される。同様に、前後フィルタ２を通過後、右サラウンド信号ＲＳは、インバータ６およびローパスフィルタ１２を通る。その後、加算器９を通り、そこで前後フィルタ１およびローパスフィルタ７を通過した左サラウンド信号ＬＳと結合され、その結果生まれる結合信号は、修正された左サラウンド信号ＬＳ’から差し引かれた右サラウンド信号ＲＳ’で構成される。その後、結合信号は、左スピーカエンクロージャＬＳＥに設置された左サブスピーカＬＳＳに伝達される。ローパスフィルタ７，８，１１および１２は、約１ｋＨｚ以下に周波数応答を制限する特性を有してもよい。これは、米国特許Ｎｏ．４，６３０，２９８に開示されているように、一般に見かけの音位置を安定させ、聴取者の頭部移動の許容度を改善し、主聴取位置ＬＬに位置していない聴取者のための見かけの音位置への錯覚を改善し、メインおよびサブスピーカの位置におけるさらに大きな許容度を得る目的のためである。しかしながら、本発明の実施形態によっては、前記ローバスフィルタが１ｋＨｚを十分超えた周波数応答を有したり、ローパスフィルタ７，８とローパスフィルタ１１，１２とで異なるカットオフ周波数を選択することが望ましい。本発明の本実施形態の１つの特別な実施態様においては、ローパスフィルタ７，８が約５ｋＨｚまで拡がる周波数応答を有し、ローパスフィルタ１１，１２が約１．８ｋＨｚまで拡がる周波数応答を有する。
【００２２】
この第一の実施形態において、図２ａは、各々のスピーカに伝達される、修正および結合信号の一般的な構成を示している。ここで、プライム記号「’」は、元のオーディオ入力信号が信号修正結合手段２０によって適切に修正されていることを意味する。適切な信号の修正および結合を達成するために、本発明の範囲内で図２ａに示されるように、いかなる適切な手段も用いられることは、理解されるだろう。これに加えて、上述のように、実験により、聴取者の前方にのみ配置されたラウドスピーカから受け取ることができるサラウンドサウンドの錯覚を提供するためにここに記載された機能について、特別な信号に応じた変更が本発明の範囲内で多くの多様性として示される。ここに記載された特別な信号についての変更は、単なる例示であって、これに制限されるものではない。
【００２３】
この第一の実施形態において、左サブスピーカＬＳＳおよび右サブスピーカＲＳＳは、左メインスピーカＬＭＳおよび右メインスピーカＲＭＳに対し、かつ聴取者に対応して配置される。これは、米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２；４，４９７，０６４；４，５６９，０７４および４，６３０，２９８の教示に従うものであり、ＩＡＣを消去するとともにラウドスピーカの位置を超えて現実的な音響場を創出することを目的とする。先行技術である図１に示され、上記で参照される米国特許文献に記載されているように、左および右サブスピーカＬＳＳ，ＲＳＳは左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳと共通のスピーカ軸上に配置されてもよい。しかしながら、これも前記で参照される米国特許Ｎｏ．４，４９７，０６４で説明されているように、サブスピーカは、聴取者の耳に向けた音のためにそれぞれのメインスピーカに対応して適切な時間遅延を生じさせるいずれの場所にも配置され得る。図２に示され、そして米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２；４，４９７，０６４および４，５６９，０７４に記述されるように、メインおよびサブスピーカが共通のスピーカ軸上に配置される場合において、お互いの側にあるメインおよびサブスピーカ間の好ましい間隔は、最大間隔音△ｔＭＡＸに略等しいか△ｔＭＡＸの約１５０％までであり、この結果、本発明の意図および機能から逸脱することなく、スピーカ間遅延△ｔ’の変化に一致する結果となる。先行技術の図１に示されるように、米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２；４，４９７，０６４；４，５６９，０７４および４，６３０，２９８に開示された方法は、通常のステレオ録音に存在するような２つのオーデイオ入力信号から聴取者の前方の中央聴取軸ＣＬＡの左右に約９０度までの領域に、見かけの音領域を作り出すことができる。前述したように、本発明の第一の実施形態では、図２の前後フィルタ１，２は、定義された周波数領域における聴取者の後方の鏡像位置である音位置にいる聴取者の鼓膜の両方で周波数応答を近似するべく、聴取者の前方の音位置における周波数応答を変換するために選択される。したがって、ここで特定され、前述の信号操作と結合して修正された米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２；４，４９７，０６４；４，５６９，０７４および４，６３０，２９８に開示された方法は、左および右サラウンド入力信号ＬＳ，ＲＳから聴取者の後方の中央聴取軸の左右約９０度の領域内の音位置において錯覚を生じるだろう。図８によれば、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳに対する信号経路は、単に、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳからの感知後方音位置ＰＲＳＬについての近似領域に沿って示される。図２によれば、左前方および右前方の入力信号ＬＦ，ＲＦからの音は、ラウドスピーカＬＭＳ，ＲＭＳの近似的な音位置にそれぞれ留まって感じられるだろう。したがって、本発明のこの実施形態においては、前方にのみ配置されたラウドスピーカを利用し、聴取者は、聴取者の前方および後方に実際に配置された典型的な４つのラウドスピーカを利用する従来のサラウンドサウンドラウドスピーカと同様に、前方および後方の見かけの音位置を感知するであろう。加えて、本発明のこの実施形態は、図８に示すような、聴取者が彼らの背後の広い位置領域にわたって見かけの音位置ＰＲＳＬを感知することについて、従来のサラウンドラウドスピーカシステムや米国特許Ｎｏ．５，７９９，０９４；６，０５２，４７０および５，５７９，３９６のような仮想後方チャネルを作り出す従来方法よりも有利な点を提供する。このことは、図７に示すような、主に前方スピーカ位置に依存して特定の見かけの後方スピーカ位置が制限されることによる見かけの後方の音位置よりはむしろ録音信号の構成に主に依存する。さらに、本発明は、聴取者の位置における柔軟性の点でサラウンドサウンドの錯覚を作り出す純粋なエレクトロニクスの先行技術の方法より有利である。本発明におけるメインおよびサブスピーカの使用は、メインスピーカと聴取者との間、および２つのメインスピーカ間での特定の固定された距離関係の必要性を取り除く。加えて、ここで記載された信号修正と結合した本配置は、スピーカの前方の領域に一般的に位置し、主聴取位置ＬＬに位置しない聴取者に対して、広い領域で見かけの音位置を作り出すことができることが実験により示された。また、主聴取位置ＬＬからさらに遠くに位置する聴取者は、それでもなお好ましいサラウンドサウンドの錯覚を、見かけの音位置についてさらなる特定の位置付けをすることなしに体験できることが実験で示された。
【００２４】
簡単に図２ｂに触れると、この第一の実施形態の変形例が示されており、図２に示されたものと異なる点は、サラウンドサウンドシステムＣにおける中心チャネル信号のような５番目のオーディオ入力信号を有することである。少なくとも１つの中央ラウドスピーカＣＳを含む中央チャネルラウドスピーカエンクロージャＣＳＥも有する。中央チャネルのための中央信号入力Ｃは、中央ラウドスピーカＣＳに伝達される。中央ラウドスピーカＣＳによって生成された音は、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者によって、中央ラウドスピーカＣＳの近似的な音位置から発生するものとして感じられる。本発明のこの実施形態および他の実施形態において、前方に配置されたラウドスピーカからのサラウンドサウンドの体験は、図２および図２ｂに示すように、４つのオーディオ入力信号のみを用いて作られるものであり、サラウンドサウンドシステムに典型的に見られるような中央チャネル信号のような５番目のオーディオ入力信号の存在は、任意のものであって必須のものではないと言うことは、当業者によって理解されるであろう。
【００２５】
本発明の第二の実施形態を図１０に示す。この第二の実施形態が図２および図２ａに基づいて記述された第一の実施形態と異なる点は、左右フィルタ１３および右左フィルタ１４が追加されていることである。左右フィルタ１３は、前後フィルタ１、インバータ５およびローパスフィルタ１１を通過した後であって、加算器１０で右サラウンド信号ＲＳと結合される前において、左サラウンド信号ＬＳの経路に加えられる。同様に、右左フィルタ１４は、前後フィルタ２、インバータ６およびローパスフィルタ１２を通過した後であって、加算器９で左サラウンド信号ＬＳと結合される前において、右サラウンド信号ＲＳの経路に加えられる。左右フィルタ１３および右左フィルタ１４の目的は、以下に記述されるように、図９に従って説明する。
【００２６】
図９は、聴取者の最も遠い耳における同じ方向から到達する音についての周波数応答から、聴取者の最も近い耳における１つの特定の方向から到達する音についての図３に示された周波数応答を差し引くことにより計算される１群の曲線を示す。したがって、これらの曲線は、音が聴取者の頭部を左から右へ、または右から左へ通過する時の音の周波数応答の変化を示す。図９を検討すると、これらの曲線は、約２，０００Ｈｚの周波数まで形状および大きさが類似している。再び図１０に示された本発明のこの第二の実施形態によれば、左右フィルタ１３は、例えば、図９の“４５〜−４５”と表示された曲線の特性をおおよそ有している。このように、ＩＡＣを消去する目的のための右サブスピーカＲＳＳによって生成され、変換およびローパスされた左サラウンド信号は、聴取者の右耳Ｒｅに到達する時に、左メインスピーカＬＭＳによって生成される同相の左サラウンド信号の周波数応答と良く調和するであろうし、したがって、ＩＡＣの消去により効果的であろう。右左フィルタ１４は、聴取者の左耳ＬｅでのＩＡＣＣの効果が同様に改善されるという同様の特性を持つであろう。この結果、聴取者の後方の広い位置領域で見かけの音位置において改善された感知が得られるだろう。
【００２７】
本発明の第三の実施形態を図１１に示す。第三の実施形態が図１０について記述された第二の実施形態と異なる点は、ハイパスフィルタ１５，１６が追加されたことである。ハイパスフィルタ１５は、左サラウンド信号ＬＳが前後フィルタ１、インバータ５、ローパスフィルタ１１および左右フィルタ１３を通過した後であって、加算器１０で右サラウンド信号ＲＳと結合される前において、左サラウンド信号ＬＳの経路に追加される。同様に、ハイパスフィルタ１６は、右サラウンド信号ＲＳが前後フィルタ２、インバータ６、ローパスフィルタ１２および右左フィルタ１４を通過した後であって、加算器９で左サラウンド信号ＬＳと結合される前において、右サラウンド信号ＲＳの経路に追加される。一般に、低周波数では左および右サラウンド信号ＬＳおよびＲＳ間には非常に小さな相違しかない。図１０によれば、第二の実施形態で記述された信号操作は、これらの信号のうちの１つの構成成分が加算器９，１０によって反対側のサラウンド信号に追加される前に変換され、対応するサブスピーカＬＳＳ，ＲＳＳに伝達されることを除いては、約１５０Ｈｚの周波数以下では信号に小さな効果しかない。したがって、これらの構成成分における低周波数応答は、サブスピーカＬＳＳ，ＲＳＳによって再生される中間および高周波数情報から主に構成されている信号をそのまま残して合計される時に、互いに略打ち消し合うだろう。前述したように、ＩＴＤに基づく方向性聴取は約１５０Ｈｚの周波数以下でのみ有効である。再度図１１によれば、約１５０Ｈｚ以下の周波数は、ハイパスフィルタ１５，１６の使用を通じて、ＩＡＣＣの効力を損わずに、変換された左および右サラウンド信号経路から消去されるだろう。したがって、左および右サラウンド信号の同相部分における低周波数応答は消去されず、システムの低周波数性能は全体として改善されるだろう。
【００２８】
本発明の第四の実施形態を図１２に示す。本発明の本実施形態において、中央ラウドスピーカは、図２ｂに示され、上述された第一の実施形態から取り除かれる。図１２によれば、中央信号入力Ｃは分割され、加算器３，４によって、左ならびに右前方信号ＬＦ，ＲＦおよび左ならびに右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳに加えられる。その結果得られた信号は、それぞれ左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳに伝達される。したがって、聴取者は、中央ラウドスピーカを使用することなく、中央信号入力Ｃからの音について前方および中央聴取軸ＣＬＡ上で仮想中央音位置ＰＣＳを直接的に感知するだろう。仮想中央音位置を作り出すことおよび物理的な中央スピーカを削除することについての上記技術が、本発明の範囲内で、ここで述べられた他の実施形態のいずれの部分においても採用されてもよいことは、理解されるであろう。
【００２９】
本発明の第五の実施形態を図１３および図１３ａに示す。本発明のこの実施形態と図２に関して記述された第一の実施形態とが異なる点は、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦが、ＩＡＣを消去し、第一の実施形態で前述された後方の音位置の感知領域に加えて、前方の音位置まで感知領域を拡張して生成するべく、所定のフィルタと信号操作とを通じて左および右サブスピーカＬＳＳ，ＲＳＳに適用されることである。図１３によれば、左前方信号ＬＦは、左サラウンド信号ＬＳが前後フィルタ１によって修正された後、加算器３によって左サラウンド信号ＬＳと結合される。同様に、右前方信号ＲＦは、右サラウンド信号ＲＳが前後フィルタ２によって修正された後、加算器４によって右サラウンド信号ＲＳと結合される。左前方信号ＬＦと修正された左サラウンド信号ＬＳとの結合は、左メインスピーカＬＭＳに伝達され、初めにインバータ５で結合された左前方信号および修正された左サラウンド信号を変換することによって、右前方信号ＲＦと修正された右サラウンド信号ＲＳとの結合から差し引かれ、そして任意のローパスフィルタ１１を通過した後、加算器１０によって、結合された右前方信号と任意のローパスフィルタ８をさらに通過する、修正された右サラウンド信号右サラウンド信号とに加えられる。結果として生じた差信号は、右サブスピーカＲＳＳに伝達される。同様に、右前方信号ＲＦと修正された右サラウンド信号ＲＳとの結合は、右メインスピーカＲＭＳに伝達され、初めにインバータ６で結合された右前方信号および修正された右サラウンド信号を変換することによって、左前方信号ＬＦと修正された左サラウンド信号ＬＳの結合から差し引かれ、任意のローパスフィルタ１２を通過した後、加算器９によって、結合された左前方信号と任意のローパスフィルタ７をさらに通過する、修正された左サラウンド信号とに加えられる。結果として生じた差信号は、左サブスピーカＬＳＳに伝達される。上述のように、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳの信号経路における前後フィルタ１，２により、それらを聴取者の後方に配置されたように感知させる。また、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦの経路にこれらのフィルタを配置しないことにより、それらを聴取者の前方に配置されたように感じさせる。メインおよびサブスピーカＬＭＳ，ＲＭＳ，ＬＳＳおよびＲＳＳの配置と図１３に示す信号操作とにより、図１４に示すような、聴取者の前方にあると感じさせる左および右前方信号ＬＦ，ＲＦからの音位置および聴取者の後方にあると感じさせる左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳからの音位置とを用いて、聴取者に、メインおよびサブスピーカに適用されるすべての信号に基づく音位置の拡大した範囲を感知させることができる。
【００３０】
第五の実施形態において、図１３ａは各スピーカに伝達される修正および結合される信号の一般的な構成を示す。ここで、プライム記号「’」は、もとのオーディオ入力信号が、信号修正結合手段２０によって適切に修正されていることを示す。本発明の範囲内かつ図１３ａに示されるように、適正な信号修正および結合を達成するためのいかなる好適な方法も採用され得るということは理解されるであろう。
【００３１】
本発明の第六の実施形態を図１５に示す。本発明のこの実施形態において、信号フォーマット検出装置２２は、図１３に示されるとともに第五の実施形態として前述された方法に付加される。そして、加算器１７，１８がスイッチ１９，１９ａによって切り替えられる。信号フォーマット検出装置２２が少なくとも４つのオーディオ入力信号が存在すると決定するとき、スイッチ１９，１９ａは、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳを生じる信号経路を選択するべく作動される。この場合、結果は第一の実施形態で前述された通りである。信号フォーマット検出が左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳが存在しないと決定するとき、スイッチ１９，１９ａは左および右前方信号ＬＦ，ＲＦを生じる信号経路を選択するべく作動される。この場合、その結果、図１６に示すように、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦに基づいた再生音について聴取者の前方において感知された音位置の領域が拡張されることとなる。信号フォーマット検出および適切なスイッチングが、聴取者の前方または後方のいずれの音位置においても、さらに広い感知領域を作り出す目的で入力信号対の経路変更のために使用されることは理解されるだろう。
【００３２】
本発明の第七の実施形態を図１７に示す。本発明のこの実施形態において、後方中央チャネル信号入力ＲＣは、図１１に関して記述された実施形態に追加される。後方中央チャネルは、いわゆる“６．１ｃｈ”サラウンドサウンドシステムとしてますます普及してきている。後方中央信号ＲＣは、中央前後フィルタ２１を通過して修正され、その後、一方の側で左メインスピーカＬＭＳを通過する前に加算器３によって左前方信号ＬＦと左サラウンド信号ＬＳとが結合され、他方の側で右メインスピーカＲＭＳを通過する前に加算器４によって右前方信号ＲＦと右サラウンド信号ＲＳとが結合される。中央前後フィルタ２１が、例えば、前後フィルタ１，２と略同様の特性を持つならば、左メインスピーカＬＭＳおよび右メインスピーカＲＭＳから生じる後方中央チャネル信号は、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者によって、あたかもこれらの音が、聴取者の後方であって、単純化された図１８における位置ＰＬＭＳ，ＰＲＭＳとして示される左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳの位置に対する鏡像位置にて発生しているのと略同じ周波数応答を持つように感じられるであろう。位置ＰＬＭＳ，ＰＲＭＳからの仮想後方音は同じであるので、聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、図１８にも示すように、後方中央信号が、聴取位置の直接的に後方である仮想後方中央位置ＰＲＣＬから発生すると感じるだろう。
【００３３】
本発明の第八の実施形態が図２に示される第一の実施形態と異なる点は、前後フィルタが使用されていないことである。図１９によれば、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳについての信号経路が前後フィルタなしで示される。他のすべての信号経路は、図２に示しているものと同じである。前後フィルタがないので、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳは、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者によって、ＰＳＳＬとして図１９に表示される聴取者の前方の位置領域から生じていると感じられるだろう。第一の実施形態と同様に、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦは、左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳに送られる。その結果として、聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦを前記左および右メインスピーカＬＭＳ，ＲＭＳ間の音位置ＰＦＳＬの領域から発生していると感じられる一方、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳは、ラウドスピーカの位置を越えて拡がり、聴取者の前方の位置領域ＰＳＳＬから生じていると感じられるだろう。実験的には、例え、それらが後方というよりはむしろ聴取者の前方および横方向から生じていると感じられるとしても、このような配置がサラウンド信号ＬＳ，ＲＳについて感知された音位置における広い領域のために、許容できる疑似サラウンドサウンド体験を作り出すことができるということを示している。
【００３４】
本発明の第九の実施形態を図２０に示す。第九の実施形態は、分離した左および右前方スピーカＬＦＳ，ＲＦＳが、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦを再生するために配置されていることを除いて第一の実施形態と類似している。左および右前方スピーカＬＦＳ，ＲＦＳは、聴取者の前方のどこに配置されてもよく、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦのみをそれぞれ受信する。その結果、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、左および右前方信号ＬＦ，ＲＦが、聴取者の前方にある左および右前方スピーカＬＦＳ，ＲＦＳ間の音位置の領域ＰＦＳＬから生じていると感じられるだろう。この第九の実施形態において、信号修正および結合は、図２０に示すように、各スピーカについての信号結合を生成する信号修正結合手段２０によって、左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳに適用される。信号修正は、これまで他の実施形態で論じられた修正のどれをも含むであろう。すなわち、単なる例示であってこれに制限するものではないが、前後フィルタ、左右フィルタ、ローパスフィルタ、またはハイパスフィルタであり、採用される信号修正に応じて、聴取者の前方または後方のいずれかで左および右サラウンド信号ＬＳ，ＲＳについて、見かけの音位置の広い領域を聴取者に感じさせるものである。
【００３５】
本発明の第十の実施形態を図２１に示す。この第十の実施形態は、少なくとも４つの入力信号ＬＳ、ＬＦ，ＲＦおよびＲＳが、典型的にステレオオーディオシステムに見られるような２つのもとの入力信号Ｌ，Ｒから抽出されることを除いて、図２および図２ａに記述された第一の実施形態に類似する。この第十の実施形態において、マルチチャネル変換手段２２に対し２つのチャネルが設けられており、それらは少なくとも４つの信号出力ＬＳ，ＬＦ，ＲＦおよびＲＳを供給するように２つのもとの入力信号Ｌ，Ｒを処理する。Ｄｏｌｂｙ（商標）、Ｐｒｏ−Ｌｏｇｉｃ（商標）のような、２つのチャネルからマルチチャネルへの変換を可能にする多くの方法が、当業者に知られている。この後、これら少なくとも４つの信号出力ＬＳ，ＬＦ，ＲＦおよびＲＳは、他の実施形態ですでに記述された信号修正結合手段２０への入力として使用される。その結果、主聴取位置ＬＬに位置する聴取者は、他の実施形態で記述されたのと同様に、前方に配置されたラウドスピーカおよび２つのもとの入力チャネルＬ，Ｒのみからサラウンドサウンド体験が感じられるだろう。本発明の範囲内で、２つのチャネルからマルチチャネルへの変換手段２２は、中央チャネルＣのような五番日のチャネル、または後方中央チャネルＲＣのような六番目のチャネルをも生成し、他の実施形態ですでに記述された信号修正結合手段２０への入力としても使用されるだろうことが理解されるだろう。
【００３６】
これらの実施形態に加えて、本発明の範囲内で他の多様な形態が可能であることは、理解されるであろう。例えば、第二および第三の実施形態として既に記述した拡張は、第四、第五および第六の実施形態と結合されてもよい。また、第四の実施形態で記述された仮想中央チャネル法は、他のいずれの実施形態とも結合され得るだろう。また、本発明の範囲内で、入力信号は、左サラウンド、右サラウンド、左前方、右前方、および中央に制限されないし、典型的なオーディオサラウンドサウンドシステムで利用可能なものであってもよいが、聴取者の前方または後方のどちらかで感知された音位置の広い領域を生じさせることを望む場合、少なくとも２つの信号を何らかの形で組み合わせることになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】米国特許Ｎｏ．４，４８９，４３２の図１０に開示された配置によって生成される見かけの音源位置を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図２ａ】本発明の第一の実施形態の信号の組み合わせを示す図である。
【図２ｂ】本発明の第一の実施形態に第五のオーディオ入力信号を追加した場合を示す図である。
【図３】種々の角度方向から入射する音についての１群の周波数応答曲線を示す図である。
【図４】聴取者の耳の近くで聴取者の前方および聴取者の後方から入射する音間の周波数応答差を示す１群の周波数応答曲線を示す図である。
【図５】聴取者の耳の遠くで聴衆者の前方および聴衆者の後方から入射する音間の周波数応答差を示す１群の周波数応答曲線を示す図である。
【図６】音の位置による鏡像前後対のそれぞれにおける、図４に示す耳の近くについての前後曲線と図５に示す耳の遠くについての前後曲線との間の差を表す１群の周波数応答曲線を示す図である。
【図７】聴取者の後方の一点で感知された後方音を示す槻略図である。
【図８】本発明を利用する時に、聴取者の後方の位置の広い領域で感知された見かけの音位置を示す概略図である。
【図９】聴取者の最も近い耳において特定の方向から到達する音についての図３に示す周波数応答を聴取者の最も遠い耳において同じ方向から到達する音についての周波数応答から差し引いて計算された１群の曲線を示す図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図１２】本発明の第四の実施形態を示す図である。
【図１３】本発明の第五の実施形態を示す図である。
【図１３ａ】本発明の第五の実施形態の信号結合を示す図である。
【図１４】本発明の第五の実施形態を用いた時に、聴衆者の前方で近似的に感知された音位置と聴取者の後方への見かけ上感知された音位置を示す図である。
【図１５】本発明の第六の実施形態を示す図である。
【図１６】本発明の第六の実施形態を用いた時に、聴取者の前方で近似的に感知された音位置を示す図である。
【図１７】本発明の第七の実施形態を示す図である。
【図１８】本発明の第七の実施形態を用いた時に、聴取者のへの近似的に見かけ上感知された音位置を示す図である。
【図１９】本発明の第八の実施形態を示す図である。
【図２０】本発明の第九の実施形態の信号結合を示す図である。
【図２１】本発明の第十の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，２              前後フィルタ
３，４，９，１０    加算器
５，６              インバータ
７，８，１１，１２  ローパスフィルタ
１３，１４          左右フィルタ
１５，１６          ハイパスフィルタ
２０                信号修正結合手段
２２                マルチチャネル変換手段
ＣＬＡ              中央聴取軸
Ｌｅ                左耳
Ｒｅ                右耳
ＬＬ                主聴取位置
Ｃ                  中央信号
ＬＳ                左サラウンド信号
ＬＦ                左前方信号
ＲＦ                右前方信号
ＲＳ                右サラウンド信号
ＣＳ                中央ラウドスピーカ
ＬＭＳ              左メインスピーカ
ＬＳＳ              左サブスピーカ
ＲＭＳ              右メインスピーカ
ＲＳＳ              右サブスピーカ
【図１】
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【図２】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３ａ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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