(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音をリスナーの耳元に定位させるオーディオ再生装置であって、
オーディオ信号をＮ個（Ｎは３以上の整数）のチャネル信号に変換する信号処理部と、
前記Ｎ個のチャネル信号をそれぞれ再生音として出力する直線状に並んだ少なくともＮ個のスピーカ素子からなるスピーカアレーとを備え、
前記信号処理部は、
前記スピーカアレーから出力される再生音を前記リスナーの一方の耳元の位置で共振させるビームフォーム処理を行うビームフォーム部と、
前記スピーカアレーから出力される再生音が前記リスナーの他方の耳元の位置に到達することを抑制するキャンセル処理を行うキャンセル部とを有し、
前記Ｎ個のチャネル信号は、前記オーディオ信号が前記ビームフォーム処理され、かつ、前記キャンセル処理されることによって得られる信号であり、
前記Ｎは、偶数であり、
前記キャンセル部は、前記オーディオ信号が前記ビームフォーム処理されることによって生成されるＮ個の信号に対して、Ｎ／２個のペアごとに前記キャンセル処理であるクロストークキャンセル処理を行い、前記Ｎ個のチャネル信号を生成し、
前記Ｎ／２個のペアは、直線状に並んだ前記少なくともＮ個のスピーカ素子のうち、前記直線が伸びる方向の真ん中に対して対称な位置関係となるチャネルである
オーディオ再生装置。
【請求項２】
前記キャンセル部は、前記ビームフォーム部に入力される入力信号が前記スピーカアレーから再生音として出力されてリスナーの耳元にいたるまでの伝達関数に基づいて、前記キャンセル処理であるクロストークキャンセル処理を前記オーディオ信号に対して行い、
前記ビームフォーム部は、前記クロストークキャンセル処理された前記オーディオ信号に対して前記ビームフォーム処理を行い、前記Ｎ個のチャネル信号を生成する
請求項１に記載のオーディオ再生装置。
【請求項３】
前記ビームフォーム部は、
前記オーディオ信号を所定の周波数帯域ごとに分割した信号である帯域信号を生成する帯域分割フィルタと、
生成された帯域信号を前記Ｎ個のスピーカ素子のそれぞれに対応するチャネルに分配する分配部と、
分配された帯域信号に対して、当該帯域信号の分配先の前記スピーカ素子の位置と、当該帯域信号の周波数帯域とに応じてフィルタ処理を施し、フィルタ済み信号として出力する位置・帯域別フィルタと、
同一のチャネルに属する複数の前記フィルタ済み信号を帯域合成する帯域合成フィルタとを有する
請求項１又は２に記載のオーディオ再生装置。
【請求項４】
前記帯域分割フィルタは、前記オーディオ信号を高域の帯域信号及び低域の帯域信号に分割し、
前記位置・帯域別フィルタは、分配されたＮ個の前記高域の帯域信号のうちＨ個（ＨはＮ以下の正の整数）の前記高域の帯域信号に対して前記フィルタ処理を施した場合、分配されたＮ個の前記低域の帯域信号のうちＬ個（ＬはＨよりも小さい正の整数）の前記低域の帯域信号に対して前記フィルタ処理を施す
請求項３に記載のオーディオ再生装置。
【請求項５】
前記位置・帯域別フィルタは、特定のチャネルの前記フィルタ済み信号の振幅が、前記特定のチャネルの両隣のチャネルの前記フィルタ済み信号の振幅よりも大きくなるように、前記分配された帯域信号に対して前記フィルタ処理を施す
請求項３又は４に記載のオーディオ再生装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、さらに、前記キャンセル処理される前の前記オーディオ信号の低域部分の倍音成分を当該オーディオ信号に加算する低音強調部を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載のオーディオ再生装置。
【請求項７】
音をリスナーの耳元に定位させるオーディオ再生装置であって、
オーディオ信号をＮ個（Ｎは３以上の整数）のチャネル信号に変換する信号処理部と、
前記Ｎ個のチャネル信号をそれぞれ再生音として出力する少なくともＮ個のスピーカ素子からなるスピーカアレーとを備え、
前記信号処理部は、
前記スピーカアレーから出力される再生音を前記リスナーの一方の耳元の位置で共振させるビームフォーム処理を行うビームフォーム部と、
前記スピーカアレーから出力される再生音が前記リスナーの他方の耳元の位置に到達することを抑制するキャンセル処理を行うキャンセル部とを有し、
前記Ｎ個のチャネル信号は、前記オーディオ信号が前記ビームフォーム処理され、かつ、前記キャンセル処理されることによって得られる信号であり、
前記ビームフォーム部は、
前記オーディオ信号を所定の周波数帯域ごとに分割した信号である帯域信号を生成する帯域分割フィルタと、
生成された帯域信号を前記Ｎ個のスピーカ素子のそれぞれに対応するチャネルに分配する分配部と、
分配された帯域信号に対して、当該帯域信号の分配先の前記スピーカ素子の位置と、当該帯域信号の周波数帯域とに応じてフィルタ処理を施し、フィルタ済み信号として出力する位置・帯域別フィルタと、
同一のチャネルに属する複数の前記フィルタ済み信号を帯域合成する帯域合成フィルタとを有し、
前記帯域分割フィルタは、前記オーディオ信号を高域の帯域信号及び低域の帯域信号に分割し、
前記位置・帯域別フィルタは、分配されたＮ個の前記高域の帯域信号のうちＨ個（ＨはＮ以下の正の整数）の前記高域の帯域信号に対して前記フィルタ処理を施した場合、分配されたＮ個の前記低域の帯域信号のうちＬ個（ＬはＨよりも小さい正の整数）の前記低域の帯域信号に対して前記フィルタ処理を施す
オーディオ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、音をリスナーの耳元に定位させるオーディオ再生装置、及び、音響効果によって遊技の楽しさを演出する遊技装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２つのスピーカを用いて仮想的に立体的な音場をリスナーに提供する技術が開発されている。例えば、バイノーラル録音したオーディオ信号を２つのスピーカから出音（再生）する際に生じるクロストークをキャンセルする方法（例えば、特許文献１参照）が広く知られている。【０００３】
一方、スピーカアレーを用いることによって、仮想的な音場をリスナーに提供する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２３３５９９号公報
【特許文献２】特開２０１２−７０１３５号公報
【特許文献３】特許第４８４０４８０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】AES 127th Convention, New York NY, USA, 2009 October 9-12 Physical and Perceptual Properties of Focused Sources in Wave Field Synthesis
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２つのスピーカから出音する際に生じるクロストークをキャンセルする技術では、スピーカの位置とリスナーの位置との関係が伝達特性による制約を受ける。このため、スピーカの位置とリスナーの位置とが一定の関係を維持することができない場合、所望の効果が得られない。つまり、いわゆるスイートスポットが狭いことが課題である。【０００７】
一方、スピーカアレーを用いて仮想的に音場を生成する技術では、スイートスポットを広くすることができる。しかしながら、スピーカアレーから出力される平面波をリスナーの位置で交差させる必要がある。このため、スピーカアレーを交差させて配置する必要があり、スピーカの配置に制約が生じることが課題である。【０００８】
そこで、本開示は、バイノーラル録音を用いずに所定の音をリスナーの耳元に定位させることができ、かつ、スピーカ（スピーカ素子）の配置の制約を緩和したオーディオ再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係るオーディオ再生装置は、音をリスナーの耳元に定位させるオーディオ再生装置であって、オーディオ信号をＮ個（Ｎは３以上の整数）のチャネル信号に変換する信号処理部と、前記Ｎ個のチャネル信号をそれぞれ再生音として出力する少なくともＮ個のスピーカ素子からなるスピーカアレーとを備え、前記信号処理部は、前記スピーカアレーから出力される再生音を前記リスナーの一方の耳元の位置で共振させるビームフォーム処理を行うビームフォーム部と、前記スピーカアレーから出力される再生音が前記リスナーの他方の耳元の位置に到達することを抑制するキャンセル処理を行うキャンセル部とを有し、前記Ｎ個のチャネル信号は、前記オーディオ信号が前記ビームフォーム処理され、かつ、前記キャンセル処理されることによって得られる信号である。【００１０】
これにより、直線のスピーカアレーを用いて、リスナーの耳元に音（音像）を定位させることが可能となる。【００１１】
また、前記Ｎは、偶数であり、前記キャンセル部は、前記オーディオ信号が前記ビームフォーム処理されることによって生成されるＮ個の信号に対して、Ｎ／２個のペアごとに前記キャンセル処理であるクロストークキャンセル処理を行い、前記Ｎ個のチャネル信号を生成してもよい。【００１２】
これにより、クロストークキャンセル処理に用いるフィルタ（の定数）は、２個のスピーカ素子の組とリスナーとの幾何学的な位置関係だけから求められるので、クロストークキャンセル処理に用いるフィルタを簡単に定義することができる。【００１３】
また、前記キャンセル部は、前記ビームフォーム部に入力される入力信号が前記スピーカアレーから再生音として出力されてリスナーの耳元にいたるまでの伝達関数に基づいて、前記キャンセル処理であるクロストークキャンセル処理を前記オーディオ信号に対して行い、前記ビームフォーム部は、前記クロストークキャンセル処理された前記オーディオ信号に対して前記ビームフォーム処理を行い、前記Ｎ個のチャネル信号を生成してもよい。【００１４】
これにより、クロストークキャンセル処理がＮ個に分けられる前のオーディオ信号に行われるので、演算量が少なくて済む。【００１５】
また、前記ビームフォーム部は、前記オーディオ信号を所定の周波数帯域ごとに分割した信号である帯域信号を生成する帯域分割フィルタと、生成された帯域信号を前記Ｎ個のスピーカ素子のそれぞれに対応するチャネルに分配する分配部と、分配された帯域信号に対して、当該帯域信号の分配先の前記スピーカ素子の位置と、当該帯域信号の周波数帯域とに応じてフィルタ処理を施し、フィルタ済み信号として出力する位置・帯域別フィルタと、同一のチャネルに属する複数の前記フィルタ済み信号を帯域合成する帯域合成フィルタとを有してもよい。【００１６】
これにより、ビームフォーム処理を周波数帯域ごとに制御できるので高音質化できる。【００１７】
また、前記帯域分割フィルタは、前記オーディオ信号を高域の帯域信号及び低域の帯域信号に分割し、前記位置・帯域別フィルタは、分配されたＮ個の前記高域の帯域信号のうちＨ個（ＨはＮ以下の正の整数）の前記高域の帯域信号に対して前記フィルタ処理を施した場合、分配されたＮ個の前記低域の帯域信号のうちＬ個（ＬはＨよりも小さい正の整数）の前記低域の帯域信号に対して前記フィルタ処理を施してもよい。【００１８】
これにより、低周波数帯域の音と、高周波数帯域の音とのバランスをとることができる。【００１９】
また、前記位置・帯域別フィルタは、特定のチャネルの前記フィルタ済み信号の振幅が、前記特定のチャネルの両隣のチャネルの前記フィルタ済み信号の振幅よりも大きくなるように、前記分配された帯域信号に対して前記フィルタ処理を施してもよい。【００２０】
これにより、スピーカ素子のチャネル間の音圧をイコライズすることができる。【００２１】
また、前記信号処理部は、さらに、前記キャンセル処理される前の前記オーディオ信号の低域部分の倍音成分を当該オーディオ信号に加算する低音強調部を有してもよい。【００２２】
これにより、クロストークキャンセル処理によって損なわれる低音を、ミッシングファンダメンタル現象を活用して補うことができる。【００２３】
また、本開示の一態様に係るオーディオ再生装置は、音をリスナーの耳元に定位させるオーディオ再生装置であって、オーディオ信号を左チャネル信号及び右チャネル信号に変換する信号処理部と、前記左チャネル信号を再生音として出力する左スピーカ素子と、前記右チャネル信号を再生音として出力する右スピーカ素子とを備え、前記信号処理部は、前記オーディオ信号の低域部分の倍音成分を当該オーディオ信号に加算する低音強調部と、前記右スピーカ素子から出力される再生音が前記リスナーの左耳の位置に到達することを抑制し、前記左スピーカ素子から出力される再生音が前記リスナーの右耳の位置に到達することを抑制するキャンセル処理を、前記倍音成分が加算された前記オーディオ信号に対して行い、前記左チャネル信号及び前記右チャネル信号を生成するキャンセル部とを有する。【００２４】
これにより、スピーカ素子が２つの場合に、クロストークキャンセル処理によって損なわれる低音を、ミッシングファンダメンタル現象を活用して補うことができる。【００２５】
また、本開示の一態様に係るオーディオ再生装置は、オーディオ信号を左チャネル信号及び右チャネル信号に変換する信号処理部と、前記左チャネル信号を再生音として出力する左スピーカ素子と、前記右チャネル信号を再生音として出力する右スピーカ素子とを備え、前記信号処理部は、前記オーディオ信号の音を所定の位置に定位させ、前記左スピーカ素子及び前記右スピーカ素子に向き合うリスナーの一方の耳元の位置で音が強調されて知覚されるように設計されたフィルタを有し、当該フィルタによって処理された前記オーディオ信号を前記左チャネル信号及び前記右チャネル信号に変換し、前記所定の位置は、上面視した場合に、前記リスナーの位置と、前記左スピーカ素子及び前記右スピーカ素子のうち前記一方の耳元の位置側のスピーカ素子とを結ぶ直線で分けられた２つの領域のうち、前記一方の耳元の位置側の領域に位置してもよい。【００２６】
これにより、２つのスピーカ素子を用いて、リスナーの耳元に音（音像）を定位させることができる。【００２７】
また、前記信号処理部は、さらに、前記オーディオ信号の音が前記リスナーの他方の耳元で知覚されることを抑制するキャンセル処理を前記オーディオ信号に対して行い、前記左チャネル信号及び前記右チャネル信号を生成するクロストークキャンセル部を有し上面視した場合に、前記所定の位置と前記リスナーの位置とを結ぶ直線は、前記左スピーカ素子と前記右スピーカ素子とを結ぶ直線と略平行であってもよい。【００２８】
これにより、２つのスピーカ素子を用い、かつ、簡易なフィルタ構成でリスナーの耳元に音を定位させることができる。【００２９】
また、本開示の一態様に係るオーディオ再生装置は、音をリスナーの耳元に定位させるオーディオ再生装置であって、オーディオ信号を左チャネル信号及び右チャネル信号に変換する信号処理部と、前記左チャネル信号を再生音として出力する左スピーカ素子と、前記右チャネル信号を再生音として出力する右スピーカ素子とを備え、前記信号処理部は、前記リスナーの側方に置かれた仮想音源から、当該仮想音源に近い前記リスナーの第１の耳に至る音の第１伝達関数と、前記仮想音源から、前記第１の耳の反対側の第２の耳に至る音の第２伝達関数と、前記第１伝達関数に乗ずる第１パラメータと、前記第２伝達関数に乗ずる第２パラメータとを用いたフィルタ処理を行ってもよい。【００３０】
これにより、２つのスピーカ素子を用い、かつ、簡易なフィルタ構成で、移動する仮想音源を高い臨場感で再現させることができる。【００３１】
また、前記信号処理部は、前記第１パラメータがα、前記第２パラメータがβ、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの比（α／β）がＲである場合において、（ｉ）前記仮想音源と前記リスナーとの距離が第１の距離であるとき、前記Ｒの値を１近傍の第１の値に設定し、（ｉｉ）前記仮想音源と前記リスナーとが前記第１の距離より近い第２の距離であるとき、前記Ｒの値を前記第１の値より大きい第２の値に設定してもよい。【００３２】
これにより、２つのスピーカ素子を用い、かつ、簡易なフィルタ構成で、仮想音源の位置とリスナーの位置との遠近感を再現させることができる。【００３３】
また、前記信号処理部は、前記第１パラメータがα、前記第２パラメータがβ、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの比（α／β）がＲである場合において、（ｉ）前記仮想音源の位置が前記リスナーの正面方向に対して略９０度のとき、前記Ｒの値を１より大きい値に設定し、（ｉｉ）前記仮想音源の位置が前記リスナーの正面方向に対して略９０度から外れる程、前記Ｒの値を１に近づけてもよい。【００３４】
これにより、２つのスピーカ素子を用い、かつ、簡易なフィルタ構成で、仮想音源がリスナーの側方を移動する音響効果を演出することができる。【００３５】
また、本開示の一態様に係る遊技装置は、遊技者が遊技に勝利する期待値を設定する期待値設定部と、前記期待値設定部によって設定された期待値に応じた音響信号を出力する音響処理部と、前記音響処理部から出力された音響信号を出音する少なくとも２個の出音部とを備え、前記音響処理部は、前記期待値設定部によって設定された期待値が、予め定められた閾値より大きい場合、当該期待値が前記閾値より小さい場合よりも、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出力する。【００３６】
これにより、期待値が大きい場合に、期待値が小さい場合よりもクロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出音するので、遊技者は、耳元で聞こえる音によって遊技に勝利する期待感を、より高く感じることができる。例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができるので、遊技者が遊技に勝利する期待感を、より高めることができる。【００３７】
また、例えば、本開示の一態様に係る遊技装置では、前記音響処理部は、前記遊技者の側方に置かれた仮想音源から、当該仮想音源に近い前記遊技者の第１の耳に至る音の第１伝達関数と、前記仮想音源から、前記第１の耳の反対側の第２の耳に至る音の第２伝達関数と、前記第１伝達関数に乗ずる第１パラメータと、前記第２伝達関数に乗ずる第２パラメータとを用いたフィルタ処理において、前記第１パラメータと前記第２パラメータとを、前記期待値設定部によって設定された期待値に応じて決定することで、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出力してもよい。【００３８】
これにより、期待値に応じてパラメータを決定するので、例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感の大小を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音の大小によって演出することができる。【００３９】
また、例えば、本開示の一態様に係る遊技装置では、前記音響処理部は、前記期待値設定部によって設定された期待値が前記閾値より大きい場合に、前記期待値が前記閾値より小さい場合よりも、前記第１パラメータと前記第２パラメータとの差が大きくなるように、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータを決定してもよい。【００４０】
これにより、期待値が大きい程、一方の耳に聞こえる音が大きくなり、他方の耳に聞こえる音が小さくなるので、例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感の大小を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができる。【００４１】
また、例えば、本開示の一態様に係る遊技装置では、前記音響処理部は、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された第１音響信号と、前記第１音響信号よりもクロストークキャンセル性能の弱いフィルタで処理された第２音響信号とを格納する蓄積部と、前記期待値設定部によって設定された期待値が前記閾値より大きい場合に前記第１音響信号を選択して出力し、前記期待値設定部によって設定された期待値が前記閾値より小さい場合に前記第２音響信号を選択して出力する選択部とを備えてもよい。【００４２】
これにより、簡易な処理で遊技者が遊技に勝利する期待感をより高めることができる。【００４３】
また、例えば、本開示の一態様に係る遊技装置は、遊技者が遊技に勝利する期待値を設定する期待値設定部と、前記期待値設定部によって設定された期待値に応じた音響信号を出力する音響処理部と、前記音響処理部から出力された音響信号を出音する少なくとも２個の出音部とを備え、前記音響処理部は、前記期待値設定部によって設定された期待値が、予め定められた閾値より大きい場合、当該期待値が前記閾値より小さい場合よりも大きい残響成分を前記音響信号に付与して出力してもよい。【００４４】
これにより、期待値が大きい場合に期待値が小さい場合よりも大きい残響成分を音響信号に付与するので、遊技者が遊技に勝利する期待感を、遊技者を取り囲む空間における音の包まれ感によって演出することができる。【００４５】
また、例えば、本開示の一態様に係る遊技装置では、前記期待値設定部は、前記遊技に勝利する確率を設定する確率設定部と、前記遊技の継続時間を計測するタイマー部と、前記確率設定部によって設定された確率と、前記タイマー部によって計測された継続時間とに基づいて、前記期待値を設定する期待値制御部とを備えてもよい。【００４６】
これにより、遊技装置が遊技者に勝利させようとする意図と、遊技者が遊技に勝利する期待感とを連動させることができる。
【発明の効果】
【００４７】
本開示のオーディオ再生装置によれば、バイノーラル録音を用いずに所定の音をリスナーの耳元に定位させることができ、かつ、スピーカアレーの配置の制約が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、ダミーヘッドの一例を示す図である。
【図２】図２は、一般的なクロストークキャンセル処理を説明するための図である。
【図３】図３は、２つのスピーカから出力される音の波面とリスナーの位置とを示す図である。
【図４】図４は、スピーカアレーが出力する平面波の波面とリスナーの位置との関係を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係るオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【図６】図６は、ビームフォーム部の構成を示す図である。
【図７】図７は、ビームフォーム部の動作のフローチャートである。
【図８】図８は、キャンセル部の構成を示す図である。
【図９】図９は、クロストークキャンセル部の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、入力オーディオ信号が２つである場合のオーディオ再生装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、入力オーディオ信号が２つである場合のオーディオ再生装置の構成の別の例を示す図である。
【図１２】図１２は、クロストークキャンセル処理後にビームフォーム処理を行う場合のオーディオ再生装置の構成の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係るオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態３に係るオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３に係る２つの入力オーディオ信号を用いる場合のオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態４に係る２つの入力オーディオ信号を用いる場合のオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態４に係るリスナーの略９０度方向の仮想音源の位置を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態４に係るリスナーの側方の仮想音源の位置を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態５に係る遊技装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、実施の形態５に係る遊技装置の一例を示す概観斜視図である。
【図２１】図２１は、実施の形態５に係る期待値設定部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態５に係る音響信号が遊技者の耳元に至るまでの信号の流れを示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態５に係る音響信号が遊技者の耳元に至るまでの信号の流れの別の例を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態５に係る遊技装置の構成の別の例を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、実施の形態５に係る遊技装置の構成の別の例を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、実施の形態６に係る遊技装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２７】図２７は、実施の形態６の変形例に係る遊技装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
（本開示の基礎となった知見）
背景技術で説明したように、２つのスピーカを用いて仮想的に立体的な音場をリスナーに提供する技術が開発されている。例えば、バイノーラル録音したオーディオ信号を２つのスピーカから出音する際にクロストークキャンセルする方法が広く知られている。
【００５０】
バイノーラル録音とは、図１に示されるような、いわゆるダミーヘッドの両耳に仕込んだマイクロホンによって音声を収音することで、人間の両耳に到達する音波をそのまま録音することである。リスナーは、このように録音されたオーディオ信号の再生音を、ヘッドホンを用いて受聴すれば、録音した際の空間音響を知覚することができる。
【００５１】
ただし、スピーカを用いて聴く場合は、右耳元で収音した音が左耳にも到達し、また逆に左耳元で収音した音が右耳にも到達するので、バイノーラル録音の効果が損なわれる。これを解決する方法として、クロストークキャンセル処理が従来から知られている。
【００５２】
図２は、一般的なクロストークキャンセル処理を説明するための図である。図２では、左ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｌからリスナーの左耳元にいたる音の伝達関数はｈＦＬ、左ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｌからリスナーの右耳元にいたる音の伝達関数はｈＣＬと表現される。また、右ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｒからリスナーの右耳元にいたる音の伝達関数はｈＦＲ、右ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｒからリスナーの左耳元にいたる音の伝達関数はｈＣＲと表現される。この場合、伝達関数の行列Ｍは、図２に示される行列となる。
【００５３】
また、図２では、ダミーヘッドの左耳元で録音された信号はＸＬ、ダミーヘッドの右耳元で録音された信号はＸＲと表現され、リスナーの左耳元に到達する信号はＺＬ、リスナーの右耳元に到達する信号はＺＲと表現される。
【００５４】
ここで、入力信号［ＸＬ，ＸＲ］に行列Ｍの逆行列Ｍ−１が乗算された信号［ＹＬ，ＹＲ］の再生音が左ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｌ及び右ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｒから出音されると、リスナーの耳元には、信号［ＹＬ，ＹＲ］に行列Ｍが乗算された信号が到達する。
【００５５】
このため、入力信号［ＸＬ，ＸＲ］が、リスナーの左右の耳元に到達する信号［ＺＬ，ＺＲ］となる。すなわち、クロストーク成分（左ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｌから出音された音波のうちリスナーの右耳に到達する音、及び、右ｃｈ用スピーカＳＰ−Ｒから出音された音波のうちリスナーの左耳に到達する音）がキャンセルされる。このような手法は、クロストークキャンセル処理として広く知られている。
【００５６】
２つのスピーカから出力される音のクロストークをキャンセルする技術では、スピーカの位置とリスナーの位置との関係が伝達特性による制約を受けるため、スピーカの位置とリスナーの位置とが一定の関係を維持することができない場合、所望の効果が得られない。図３は、２つのスピーカから出力される音の波面とリスナーの位置とを示す図である。
【００５７】
図３に示されるように、各スピーカからは同心円状の波面を有する音が出力される。破線の円は、図３中の右側のスピーカから出力される音の波面である。実線の円は、図３中の左側のスピーカから出力される音の波面である。
【００５８】
図３では、リスナーＡの右耳に右側スピーカの時刻Ｔにおける波面が到達したとき、リスナーＡの右耳には、左側スピーカの時刻Ｔ−２における波面が到達している。一方、リスナーＡの左耳に左側スピーカの時刻Ｔにおける波面が到達したとき、リスナーＡの左耳には、右側スピーカの時刻Ｔ−２における波面が到達している。
【００５９】
また、図３では、リスナーＢの右耳に右側スピーカの時刻Ｓにおける波面が到達したとき、リスナーＢの右耳には左側スピーカの時刻Ｓ−１における波面が到達している。また、リスナーＢの左耳に左側スピーカの時刻Ｓにおける波面が到達したとき、リスナーＢの左耳には右側スピーカの時刻Ｓ−１における波面が到達している。
【００６０】
このように、図３ではリスナーＡの位置と、リスナーＢの位置とのそれぞれにおける、左側スピーカからの音の波面の到達時刻と、右側スピーカからの音の波面の到達時刻との差は異なる。したがって、図３において、仮に、リスナーＡの位置で最も効果的に立体音場が知覚できるように伝達特性が設定されているとすると、リスナーＢの位置では、リスナーＡの位置よりも得られる臨場感が低下する。
【００６１】
このように、２つのスピーカから出力される音のクロストークをキャンセルする技術では、いわゆるスイートスポットが狭いという課題がある。
【００６２】
このような課題に対し、上記のようなスイートスポットの狭さを、スピーカアレーが生成する平面波によって緩和する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００６３】
このようなスピーカアレーを用いて仮想的に音場を生成する技術では、スイートスポットを広くすることができる。
【００６４】
図４は、スピーカアレーが出力する平面波の波面とリスナーの位置との関係を示す図である。図４に示されるように、各スピーカアレーからは波面に垂直に進行する平面波が出力されている。図４において、破線は、右側のスピーカアレーから出力される平面波の波面を示し、実線は左側のスピーカアレーから出力される平面波の波面を示す。
【００６５】
図４では、リスナーＡの右耳に右側スピーカの時刻Ｔにおける波面が到達したとき、リスナーＡの右耳には左側スピーカの時刻Ｔ−２における波面が到達している。一方、リスナーＡの左耳に左側スピーカの時刻Ｔにおける波面が到達したとき、リスナーＡの左耳には右側スピーカの時刻Ｔ−２における波面が到達している。
【００６６】
また、図４では、リスナーＢの右耳に右側スピーカの時刻Ｓにおける波面が到達したとき、リスナーＢの右耳には左側スピーカの時刻Ｓ−２における波面が到達している。一方、リスナーＢの左耳に左側スピーカの時刻Ｓにおける波面が到達したとき、リスナーＢの左耳には右側スピーカの時刻Ｓ−２における波面が到達している。
【００６７】
このように、図４では、リスナーＡの位置と、リスナーＢの位置とのそれぞれにおける、左側スピーカからの音の波面の到達時刻と、右側スピーカからの音の波面の到達時刻との差は同じである。したがって、図４において、仮に、リスナーＡの位置で最も効果的に立体音場が知覚できるように伝達特性が設定されているとすると、リスナーＢの位置でも、効果的に立体音場が知覚でき、図４では図３に比べてスイートスポットが広がっているといえる。
【００６８】
しかしながら、スピーカアレーを用いて仮想的に音場を生成する技術では、スピーカアレーから出力される平面波をリスナーの位置で交差させる必要がある。このため、一直線に配置されたスピーカアレーのみでは図４に示される構成は実現できず、スピーカアレーの配置するために広いスペースが必要となるという課題がある。言い換えれば、スピーカアレーを用いて仮想的に音場を生成する技術では、スピーカアレーを配置する位置の制約（スペースの制約）が生じる。
【００６９】
本開示は、このような課題に鑑みてなされたものであって、バイノーラル録音を用いず、かつ、スピーカ（スピーカ素子）の配置の制約を緩和したオーディオ再生装置を提供する。
【００７０】
本開示は、具体的には、例えば、一直線に配置されたスピーカアレーのみから所定の音をリスナーの耳元に定位させることが可能なオーディオ再生装置を提供する。
【００７１】
また、上記クロストークキャンセル処理では、低周波数帯域の信号が減衰する傾向にあることが知られている。このことは、特許文献１に詳しく述べられている。また、同じく特許文献１においてこれを解決する手段が開示されているが、当該開示された手段においては、複数のクロストーク打消し信号生成フィルタを多段に接続しなければならず、膨大な演算量を要することが課題である。
【００７２】
本開示は、また、このような課題に鑑みてなされたものであって、クロストークキャンセル処理によって失われる低域信号を少ない演算量で回復することができるオーディオ再生装置を提供する。
【００７３】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００７４】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００７５】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係るオーディオ再生装置について図面を参照しながら説明する。図５は、本実施の形態１に係るオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【００７６】
図５に示されるように、オーディオ再生装置１０は、信号処理部１１と、スピーカアレー１２とを備える。また、信号処理部１１は、ビームフォーム部２０と、キャンセル部２１とを有する。
【００７７】
信号処理部１１は、入力オーディオ信号をＮ個のチャネル信号に変換する。実施の形態１ではＮ＝２０であるが、Ｎは、３以上の整数であればよい。また、Ｎ個のチャネル信号は、入力オーディオ信号が、後述するビームフォーム処理及びキャンセル処理されることによって得られる信号である。
【００７８】
スピーカアレー１２は、Ｎ個のチャネル信号をそれぞれ再生する（再生音として出力する）少なくともＮ個のスピーカ素子からなる。実施の形態１では、スピーカアレー１２は、２０個のスピーカ素子から構成される。
【００７９】
ビームフォーム部２０は、スピーカアレー１２から出力される再生音をリスナー１３の一方の耳元の位置で共振させるビームフォーム処理を行う。
【００８０】
キャンセル部２１は、スピーカアレー１２から出力される入力オーディオ信号の再生音がリスナー１３の他方の耳元の位置に到達することを抑制するキャンセル処理を行う。
【００８１】
ビームフォーム部２０及びキャンセル部２１は、信号処理部１１を構成する。
【００８２】
なお、以下の説明では、特に断りの無い限り、リスナー１３は、スピーカアレー１２に向き合っているものとする。
【００８３】
以上のように構成されたオーディオ再生装置１０の動作について以下説明する。
【００８４】
まず、ビームフォーム部２０は、スピーカアレー１２から出力される再生音がリスナーの一方の耳元の位置で共振するように、入力オーディオ信号をビームフォーム処理する。ビームフォームの方法は、従来から知られているどのような方法が用いられてもよい。例えば、非特許文献１で述べられているような方法を用いることができる。
【００８５】
実施の形態１では、図６及び図７を用いて、本願発明者らが見出した新たなビームフォーム処理について述べる。図６は、実施の形態１に係るビームフォーム部２０の構成を示す図である。なお、図６では、ビームフォーム部２０を中心に説明するために、図５のキャンセル部２１については図示が省略される。
【００８６】
図６に示されるビームフォーム部２０は、図５に示されるビームフォーム部２０に相当するものである。ビームフォーム部２０は、帯域分割フィルタ３０と、分配部３１と、位置・帯域別フィルタ群３２と、帯域合成フィルタ群３３とを有する。
【００８７】
帯域分割フィルタ３０は、入力オーディオ信号を複数の周波数帯域の帯域信号に分割する。すなわち、帯域分割フィルタ３０は、入力オーディオ信号を所定の周波数帯域ごとに分割した帯域信号を複数生成する。
【００８８】
分配部３１は、各帯域信号を、スピーカアレー１２を構成するスピーカ素子のそれぞれ対応するチャネルに分配する。
【００８９】
位置・帯域別フィルタ群３２は、分配された各帯域信号に対して、当該帯域信号の分配先のチャネル（スピーカ素子の位置）と、当該帯域信号の周波数帯域とに応じてフィルタ処理を施す。そして、位置・帯域別フィルタ群３２は、フィルタ処理後の信号（フィルタ済み信号）を出力する。
【００９０】
帯域合成フィルタ群３３は、位置・帯域別フィルタ群３２から出力されるフィルタ済み信号を、それぞれの位置ごとに帯域合成する。
【００９１】
以上のような構成のビームフォーム部２０の動作について、図６に加えて図７を参照しながら詳細に説明する。図７は、実施の形態１に係るビームフォーム処理のフローチャートである。
【００９２】
まず、入力オーディオ信号は、帯域分割フィルタ３０によって複数の周波数帯域の帯域信号に分割される（Ｓ１０１）。実施の形態１では、入力オーディオ信号は、高域信号と低域信号とに２分割されるが、入力オーディオ信号は、３つ以上に分割されてもよい。なお、低域信号は、入力オーディオ信号のうち所定の周波数以下の帯域の信号であり、高域信号は、入力オーディオ信号のうち所定の周波数よりも大きい帯域の信号である。
【００９３】
次に、分配部３１は、各帯域信号（高域信号及び低域信号）を、スピーカアレー１２を構成する２０個のスピーカ素子のそれぞれに対応した２０個のチャネルに分配する（Ｓ１０２）。
【００９４】
分配された各帯域信号は、位置・帯域別フィルタ群３２によって、当該帯域信号の分配先のチャネル（スピーカ素子の位置）と、当該帯域信号の周波数帯域とに応じてフィルタ処理される（Ｓ１０３）。以下、フィルタ処理について詳細に説明する。
【００９５】
図６に示されるように、実施の形態１では、位置・帯域別フィルタ群３２は、低域信号処理部３４と、高域信号処理部３５とからなる。そして、低域信号は、低域信号処理部３４によって処理され、高域信号は、高域信号処理部３５によって処理される。
【００９６】
低域信号処理部３４及び高域信号処理部３５のそれぞれは、少なくとも、遅延処理と振幅の増減処理とを実行する。低域信号処理部３４及び高域信号処理部３５のそれぞれは、図６に示されるリスナー１３の右の耳元に音圧レベルの強い（高い）音波が形成されるように分配された各帯域信号を処理する。
【００９７】
具体的には、低域信号処理部３４及び高域信号処理部３５は、リスナー１３の右の耳元に最も近いチャネル（最も近くに位置するスピーカ素子）に分配された各帯域信号には、最も大きな遅延を与える遅延処理を行い、かつ、最もゲインの大きな増幅処理を行う。
【００９８】
そして、低域信号処理部３４及び高域信号処理部３５は、リスナー１３の右の耳元に最も近いチャネルからチャネルが左右に離れるにしたがって、序々に小さな遅延を与え、かつ、小さなゲインの増幅（減衰）を行う。
【００９９】
このように、低域信号処理部３４及び高域信号処理部３５は、リスナー１３の右の耳元の位置に近いチャネルに分配された各帯域信号ほど、大きな遅延を与える遅延処理を行い、かつ、大きなゲインを与える増幅処理を行う。言い換えれば、低域信号処理部３４及び高域信号処理部３５は、特定のチャネルのフィルタ済み信号の振幅が、特定のチャネルの両隣のチャネルのフィルタ済み信号の振幅よりも大きくなるように、分配された帯域信号に対してフィルタ処理を施す。すなわち、ビームフォーム部２０は、リスナー１３の右の耳元の位置で各スピーカ素子から出力される音（音波）が共振するような制御を行う。
【０１００】
なお、低域信号については、全てのスピーカ素子において再生される必要はない。低域信号は、隣接するスピーカ素子から出力される音波間の共振が高域信号より大きい。したがって、高域成分と低域成分との知覚上のバランスをとるために、低域信号は、高域信号を出力する全てのスピーカ素子からは出力されなくてもよい。
【０１０１】
具体的には、例えば、高域信号処理部３５が分配されたＮ個の高域信号のうちＨ個（ＨはＮ以下の正の整数）の高域信号に対してフィルタ処理を施した場合、低域信号処理部３４は、分配されたＮ個の低域信号のうちＬ個（ＬはＨよりも小さい正の整数）の低域信号に対してフィルタ処理を施してもよい。このとき、フィルタ処理が施されなかった帯域信号は、位置・帯域別フィルタ群３２からは出力されない。
【０１０２】
ステップＳ１０３に続いて、帯域合成フィルタ群３３は、位置・帯域別フィルタ群３２から出力されるフィルタ済み信号を、チャネルごとに帯域合成する（Ｓ１０４）。言い換えれば、帯域合成フィルタ群３３は、同一のチャネルに属するフィルタ済み信号（低域信号をフィルタ処理したフィルタ済み信号、及び、高域信号をフィルタ処理したフィルタ済み信号）を帯域合成する。具体的には、帯域合成フィルタ群３３は、チャネルごとに複数の（２０個の）帯域合成フィルタ３６を備え、帯域合成フィルタ３６は、当該チャネル（スピーカ素子の位置）のフィルタ済み信号を合成して時間軸信号を生成する。
【０１０３】
上記のようなビームフォーミング処理によって、図６に示されるリスナー１３の右の耳元の位置に音圧レベルの強い音が定位する。このとき、リスナー１３の左の耳元にも、音圧レベルは右の耳元より小さいが、幾分かは音波が到達する。このことは、「入力オーディオ信号が右の耳元で再生されている」、というリスナー１３の知覚心理を損なうことになる。
【０１０４】
そこで、オーディオ再生装置１０では、キャンセル部２１によってリスナー１３の左の耳元に到達する音波を低減する。以下、キャンセル部２１の動作を図８及び図９を用いて説明する。図８は、実施の形態１に係るキャンセル部２１の構成を示す図である。図９は、実施の形態１に係るクロストークキャンセル部の構成を示す図である。なお、図８ではキャンセル部２１を中心に説明するために、図５のビームフォーム部２０については図示が省略される。
【０１０５】
図８において、ビームフォーム部２０は、図５におけるビームフォーム部２０に相当し、キャンセル部２１は、図５におけるキャンセル部２１に相当する。図８におけるスピーカアレー１２は、図５におけるスピーカアレー１２に相当し、２０個のスピーカ素子（Ｎ＝２０）から構成される。
【０１０６】
図８に示されるキャンセル部２１には、Ｎ／２（＝１０）のクロストークキャンセル部４０（図９）が内蔵されている。図８において、キャンセル部２１内には１０個の点線枠（横長の四角形）が図示されており、この点線枠のそれぞれが１つのクロストークキャンセル部４０である。クロストークキャンセル部４０のそれぞれは、図９に示される構成である。
【０１０７】
クロストークキャンセル部４０は、１ペアのチャネルのクロストークをキャンセルする。ここで、１ペアのチャネルとは、直線状に並んだスピーカ素子のうち、直線が伸びる方向の真ん中に対して対称な位置関係となるチャネルである。仮に、図８において、直線状に並んだスピーカ素子を左端から順にチャネル１、２、・・Ｎ（＝２０）とナンバリングした場合、チャネルの番号の和がＮ＋１となるチャネルが１つのペアである。
【０１０８】
ここで、１ペアのチャネル（位置）のスピーカ素子からリスナーの耳元までの伝達関数が図９に示されるように、それぞれ、ｈＦＬ、ｈＣＬ、ｈＣＲ、ｈＦＲ、であるとき、それらを要素とする行列Ｍと、行列Ｍの逆行列Ｍ−１の各要素（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）との関係は、以下のような関係となる。
【０１０９】
【数１】
0006544239.tif 000002
【０１１０】
クロストークキャンセル部４０は、クロストークキャンセル部４０（キャンセル部２１）に入力される信号（１ペアのチャネルに対応する２つの信号）に対して、伝達関数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを図９に示されるように乗算する。
【０１１１】
さらに、クロストークキャンセル部４０は、乗算後の信号同士を図９に示されるように加算し、加算後の信号（チャネル信号）は、対応するスピーカ素子から出力（再生）される。これによって、１ペアのチャネルのスピーカから発せられる音に起因する両耳間のクロストーク成分がキャンセルされる。これは、「本開示の基礎となった知見」の項で述べたとおりである。なお、クロストークをキャンセルする方法は、他の方法であってもよい。
【０１１２】
このようなクロストークキャンセル処理は、図８に示されるようにＮ／２ペア分実施される。そして、このようにして生成されたＮ個のチャネル信号は、スピーカアレー１２のそれぞれのスピーカ素子から出力（再生）される。
【０１１３】
以上説明したようなクロストークキャンセル処理によって、ビームフォーム処理によってリスナー１３の右の耳元に定位された音圧レベル（振幅）の強い音波がリスナー１３の左の耳元に到達することが抑制される。したがって、「入力オーディオ信号が右の耳元で再生されている」、というリスナー１３の知覚心理を高めることができる。
【０１１４】
なお、実施の形態１ではスピーカ素子の数Ｎは、Ｎ＝２０としたが、これは一例であり、スピーカ素子の数Ｎは、３以上のどのような数であってもよい。
【０１１５】
以上説明したように、実施の形態１に係るオーディオ再生装置１０によれば、バイノーラル録音を用いず、かつ、一直線状に配置されたスピーカアレー１２のみから所定の音をリスナーの耳元に定位させることが可能となる。つまり、実施の形態１に係るオーディオ再生装置１０によれば、リスナー１３は、３次元的にスピーカを配置できない空間であっても、立体音場を十分に楽しむことができる。
【０１１６】
なお、上記実施の形態１では、入力オーディオ信号は１つであり、音をリスナーの右の耳元に定位させる場合について説明したが、左の耳元に音が定位されてもよいし、入力オーディオ信号は、複数であってもよい。入力オーディオ信号が複数ある場合、複数の入力オーディオ信号のそれぞれの音は、リスナー１３の互いに異なる耳元に定位されてもよい。
【０１１７】
図１０は、入力オーディオ信号が２つである場合のオーディオ再生装置の構成の一例を示す図である。図１０に示されるオーディオ再生装置１０ａには、第１の入力オーディオ信号と第２の入力オーディオ信号との２つの信号が入力される。
【０１１８】
オーディオ再生装置１０ａにおいては、第１の入力オーディオ信号及び第２の入力オーディオ信号のそれぞれに対し、ビームフォーム処理及びクロストークキャンセル処理が行われる。
【０１１９】
具体的には、第１のオーディオ信号は、再生音がリスナー１３の左の耳元に定位するようにビームフォーム部２０Ｌによってビームフォーム処理され、さらに、キャンセル部２１Ｌによってクロストークキャンセル処理される。同様に、第２のオーディオ信号は、再生音がリスナー１３の右の耳元に定位するようにビームフォーム部２０Ｒによってビームフォーム処理され、さらに、キャンセル部２１Ｒによってクロストークキャンセル処理される。
【０１２０】
そして、加算部２２によってチャネルごとにビームフォーム処理及びクロストークキャンセル処理後の信号同士が加算処理され、加算後の信号が、スピーカアレー１２を構成する各スピーカ素子から出力（再生）される。
【０１２１】
なお、加算処理は、図１１に示されるオーディオ再生装置１０ｂのように、キャンセル部２１のキャンセル処理前に行われてもよい。また、図示されないが、加算処理は、フィルタ済み信号（ビームフォーム部２０Ｌ及び２０Ｒ内の位置・帯域別フィルタ群３２の処理の後であって、帯域合成フィルタ群３３の処理の前の帯域信号）に対して行われてもよい。
【０１２２】
これにより、キャンセル部２１のクロストークキャンセル処理や、帯域合成フィルタ群３３の処理が１回分で済むので演算量が削減される。
【０１２３】
なお、上記実施の形態１では、ビームフォーム処理後にクロストークキャンセル処理が行われている。すなわち、キャンセル部２１は、入力オーディオ信号がビームフォーム処理されることによって生成されるＮ個の信号に対して、Ｎ／２個のペアごとにクロストークキャンセル処理を行っている。しかしながら、クロストークキャンセル処理が先に行われ、その後、ビームフォーム処理が行われてもよい。
【０１２４】
図１２は、クロストークキャンセル処理後にビームフォーム処理が行われる場合のオーディオ再生装置の構成の一例を示す図である。なお、図１２に示されるオーディオ再生装置１０ｃには、２つの入力オーディオ信号が入力される。
【０１２５】
オーディオ再生装置１０ｃのキャンセル部５０は、２つの入力オーディオ信号に対して、４つの伝達関数（Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ）を乗算する。ここで、Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚの求め方を以下に説明する。
【０１２６】
図１２においては、信号経路位置１、信号経路位置２、信号経路位置３、及び、信号経路位置４が図示されている。信号経路位置１及び信号経路位置２は、信号処理の途中段階（ビームフォーム処理の直前）の位置である。信号経路位置３は、リスナーの左耳元の位置、信号経路位置４は、リスナーの右耳元の位置である。
【０１２７】
ここで、
信号経路位置１から信号経路位置３への伝達関数をｈＢＦＬ、
信号経路位置１から信号経路位置４への伝達関数をｈＢＣＬ、
信号経路位置２から信号経路位置３への伝達関数をｈＢＣＲ、
信号経路位置２から信号経路位置４への伝達関数をｈＢＦＲ、
としたときの行列Ｍと、行列Ｍの逆行列Ｍ−１の各要素Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚとの関係は、以下のような関係となる。
【０１２８】
【数２】
0006544239.tif 000003
【０１２９】
すなわち、オーディオ再生装置１０ｃのような構成においては、ビームフォーム部２０Ｌ及び２０Ｒに入力される信号の伝達関数を予め計測又は算出しておく。ここでの伝達関数は、ビームフォーム部２０Ｌ及び２０Ｒに入力される信号がそれぞれビームフォーム処理された後、スピーカアレー１２から出音されて最終的にリスナーの耳元に到達するまでの伝達関数である。そして、これらの伝達関数を要素とする行列の逆行列を求め、求められた逆行列を用いてビームフォーム処理前にクロストークキャンセル処理が行われる。つまり、ビームフォーム処理後にクロストークキャンセル処理が行われる。
【０１３０】
以上のように、キャンセル部５０は、ビームフォーム部２０Ｌ及び２０Ｒに入力される入力信号がスピーカアレー１２から再生音として出力されてリスナーの耳元にいたるまでの伝達関数に基づいて、クロストークキャンセル処理を入力オーディオ信号に対して行う。そして、ビームフォーム部２０Ｌ及び２０Ｒは、クロストークキャンセル処理された入力オーディオ信号に対してビームフォーム処理を行い、Ｎ個のチャネル信号を生成する。
【０１３１】
図８と図１２とを比較すれば明らかであるが、クロストークキャンセル処理がビームフォーム処理の前に実施することで、クロストークキャンセル処理が１ペアの信号に対するもので済むため、演算量が削減される。
【０１３２】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るオーディオ再生装置について図面を参照しながら説明する。図１３は、実施の形態２に係るオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【０１３３】
図１３に示されるように、オーディオ再生装置１０ｄは、信号処理部（キャンセル部６１、低音強調部６２及び低音強調部６３）と、クロストークキャンセルフィルタ設定部６６と、低音成分抽出フィルタ設定部６７と、左スピーカ素子６８と、右スピーカ素子６９とを備える。また、低音強調部６２は、低音成分抽出部６４と、倍音成分生成部６５とを有する。低音強調部６３も、低音成分抽出部及び低音成分生成部を有するが、これについては図示及び説明が省略される。
【０１３４】
信号処理部は、キャンセル部６１、低音強調部６２、及び低音強調部６３を有する。信号処理部は、第１のオーディオ信号及び第２のオーディオ信号を左チャネル信号及び右チャネル信号に変換する。
【０１３５】
左スピーカ素子６８は、左チャネル信号を再生音として出力する。右スピーカ素子６９は、右チャネル信号を再生音として出力する。
【０１３６】
キャンセル部６１は、低音強調部６２によって倍音成分が加算された第１の入力オーディオ信号と、低音強調部６３によって倍音成分が加算された第２の入力オーディオ信号とに対してキャンセル処理を行い、左チャネル信号及び右チャネル信号を生成する。キャンセル処理とは、右スピーカ素子６９から出力される再生音がリスナー１３の左耳に到達することを抑制し、左スピーカ素子６８から出力される再生音がリスナー１３の右耳に到達することを抑制する処理である。
【０１３７】
低音強調部６２は、第１の入力オーディオ信号の低域部分の倍音成分を当該第１の入力オーディオ信号に加算する。
【０１３８】
低音強調部６３は、第２の入力オーディオ信号の低域部分の倍音成分を当該第２の入力オーディオ信号に加算する。
【０１３９】
低音成分抽出部６４は、低音強調部６２が強調する低域部分（低音成分）を抽出する。
【０１４０】
倍音成分生成部６５は、低音成分抽出部６４によって抽出された低音成分の倍音成分を生成する。
【０１４１】
クロストークキャンセルフィルタ設定部６６は、キャンセル部６１に内蔵されるクロストークキャンセルフィルタのフィルタ係数を設定する。
【０１４２】
低音成分抽出フィルタ設定部６７は、低音成分抽出部６４に内蔵される低音成分抽出フィルタのフィルタ係数を設定する。
【０１４３】
なお、実施の形態２では、２つの入力オーディオ信号（第１の入力オーディオ信号及び第２の入力オーディオ信号）に対して低音強調処理及びキャンセル処理が行われるが、入力オーディオ信号は、１つであってもよい。
【０１４４】
以上のように構成されたオーディオ再生装置１０ｄの動作について以下説明する。
【０１４５】
まず、第１の入力オーディオ信号、及び、第２の入力オーディオ信号は、低音強調部６２、低音強調部６３にそれぞれ入力される。低音強調部６２、低音強調部６３は、いわゆるミッシングファンダメンタル現象を利用した低音強調処理部である。
【０１４６】
人間は、低音（基音）が失われた音を聴いたとしても、当該低音（基音）の倍音成分が存在すれば当該低音（基音）を知覚することができる。このような現象がミッシングファンダメンタル現象である。
【０１４７】
実施の形態２では、低音強調部６２及び６３は、クロストークキャンセル処理によって減衰する第１及び第２の入力オーディオ信号の低音成分を聴感上回復するために、ミッシングファンダメンタル現象を利用した信号処理を行う。
【０１４８】
具体的には、低音強調部６２及び６３にそれぞれ内蔵される低音成分抽出部６４は、クロストークキャンセル処理によって減衰する周波数帯域の信号を抽出する。そして、倍音成分生成部６５は、低音成分抽出部６４によって抽出された低音成分の倍音成分を生成する。低音成分抽出部６４の倍音成分の生成方法は、従来から知られているどのような方法であってもよい。
【０１４９】
低音強調部６２及び６３によって処理された信号は、キャンセル部６１に入力され、クロストークキャンセル処理される。クロストークキャンセル処理については、「本開示の基礎となった知見」の項や、実施の形態１で説明した処理と同様である。
【０１５０】
一方、キャンセル部６１で用いられるクロストークキャンセルフィルタのフィルタ係数は、スピーカ間隔やスピーカの特性、スピーカとリスナーとの位置関係などによって変動する。そこで、フィルタ係数の適切な設定値は、クロストークキャンセルフィルタ設定部６６から設定される。
【０１５１】
また、クロストークキャンセルフィルタの特性に基づいて、第１及び第２の入力オーディオ信号のどの帯域の低音成分が減衰するかがわかる（例えば、特許文献１参照）。そこで、減衰する帯域の倍音成分を抽出するために、低音成分の抽出用のフィルタ係数が低音成分抽出フィルタ設定部６７から設定される。
【０１５２】
以上のように、実施の形態２に係るオーディオ再生装置１０ｄにおいては、低音強調部６２及び６３がキャンセル部６１のクロストークキャンセル処理によって減衰する低域信号の倍音成分を、第１及び第２の入力オーディオ信号に加算する。これにより、オーディオ再生装置１０ｄは、高音質にクロストークキャンセル処理を行うことができる。
【０１５３】
なお、実施の形態１で説明したオーディオ再生装置が低音強調部６２（低音強調部６３）を備えてもよい。この場合、実施の形態１に係る信号処理部１１は、さらに、クロストークキャンセル処理される前の入力オーディオ信号の低域信号の倍音成分を当該入力オーディオ信号に加算する低音強調部６２（低音強調部６３）を有する。
【０１５４】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３に係るオーディオ再生装置について図面を参照しながら説明する。図１４は、実施の形態３に係るオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【０１５５】
図１４に示されるように、オーディオ再生装置１０ｅは、信号処理部（クロストークキャンセル部７０、及び仮想音像定位フィルタ７１）と、左スピーカ素子７８と、右スピーカ素子７９と備える。
【０１５６】
信号処理部（クロストークキャンセル部７０及び仮想音像定位フィルタ７１）は、入力オーディオ信号を左チャネル信号及び右チャネル信号に変換する。具体的には、仮想音像定位フィルタ７１によって処理された入力オーディオ信号を左チャネル信号及び右チャネル信号に変換する。
【０１５７】
左スピーカ素子７８は、左チャネル信号を再生音として出力する。右スピーカ素子７９は、右チャネル信号を再生音として出力する。
【０１５８】
仮想音像定位フィルタ７１は、入力オーディオ信号の音（入力オーディオ信号により表現される音）がリスナー１３の左方向から聞こえてくるように、つまり、入力オーディオ信号の音がリスナー１３の左側に定位するように設計されている。言い換えれば、仮想音像定位フィルタ７１は、入力オーディオ信号の音を所定の位置に定位させ、左スピーカ素子７８及び右スピーカ素子７９に向き合うリスナー１３の一方の耳元の位置で音が強調されて知覚されるように設計されている。
【０１５９】
クロストークキャンセル部７０は、入力オーディオ信号の音がリスナー１３の他方の耳元で知覚されることを抑制するキャンセル処理を入力オーディオ信号に対して行い、左チャネル信号及び右チャネル信号を生成する。言い換えれば、クロストークキャンセル部７０は、左スピーカ素子７８から出力される再生音が右耳で知覚されず、右スピーカ素子７９から出力される再生音が左耳で知覚されないように設計されている。
【０１６０】
以上のように構成されたオーディオ再生装置１０ｅの動作について以下説明する。
【０１６１】
まず、入力オーディオ信号は、仮想音像定位フィルタ７１によって処理される。仮想音像定位フィルタ７１は、入力オーディオ信号の音がリスナー１３の左方向から聞こえてくるように設計されたフィルタである。仮想音像定位フィルタ７１は、具体的には、リスナー１３の左方向に置かれた音源からリスナー１３の左の耳元にいたる音の伝達関数を表わしたフィルタである。
【０１６２】
次に、仮想音像定位フィルタ７１で処理された入力オーディオ信号は、クロストークキャンセル部７０の一方の入力端子に入力される。このとき、クロストークキャンセル部７０の他方の入力端子にはＮＵＬＬ信号（無音）が入力される。
【０１６３】
クロストークキャンセル部７０は、クロストークキャンセル処理を行う。クロストークキャンセル処理には、伝達関数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの乗算処理、伝達関数Ａが乗算された信号と伝達関数Ｂが乗算された信号との加算処理、及び、伝達関数Ｃが乗算された信号と伝達関数Ｄが乗算された信号と加算処理が含まれる。クロストークキャンセル処理は、言い換えれば、左スピーカ素子７８及び右スピーカ素子７９から出力され、リスナー１３のそれぞれの耳に到達する音の伝達関数を要素とする、２×２の行列の逆行列を用いた処理である。つまり、ここでのクロストークキャンセル処理は、「本開示の基礎となった知見」の項や、実施の形態１で説明した処理と同様である。
【０１６４】
クロストークキャンセル部７０によってクロストークキャンセル処理された信号は、左スピーカ素子７８及び右スピーカ素子７９から空間に再生音として出力され、出力された再生音は、リスナー１３の両耳に到達する。
【０１６５】
この場合、クロストークキャンセル部７０の他方の入力端子にはＮＵＬＬ信号（無音）が入力され、かつ、リスナー１３の右の耳元への音は、クロストークキャンセル部７０によってクロストークキャンセル処理されているので、リスナー１３は、左耳でのみ入力オーディオ信号の音を知覚することになる。
【０１６６】
なお、実施の形態３では、仮想音像定位フィルタ７１は、音がリスナー１３の真横に定位するように設計されたものであったが、必ずしもそうでなくてよい。
【０１６７】
実施の形態３で創り出したい音は、あたかもリスナー１３の左の耳元でささやかれたような音（ささやき声）である。このような音は、リスナー１３の概ね真横かその近傍から聞こえることが自然であり、少なくとも前方から聞こえると不自然である。
【０１６８】
したがって、このような音が定位する位置（所定の位置）は、図１４のようにリスナー１３と左スピーカ素子７８及び右スピーカ素子７９とを上面視した場合（鉛直方向から見た場合）において左スピーカ素子７８とリスナー１３とを結んだ直線（リスナー１３の位置から左スピーカ素子７８と右スピーカ素子７９とを結ぶ線に降ろした垂線と角度αをなす直線）より左側（左後方）であることが望ましい。すなわち、所定の位置は、上面視した場合に、リスナー１３の位置と、左スピーカ素子７８及び右スピーカ素子７９のうち一方の耳元の位置側のスピーカ素子とを結ぶ直線で分けられた２つの領域のうち、一方の耳元の位置側の領域に位置することが望ましい。
【０１６９】
言い換えれば、仮想音像定位フィルタ７１は、入力オーディオ信号の音を、リスナー１３がささやき声の主の口元を視認することができない位置、つまり、概ね真横かその近傍に定位させるように設計されたフィルタであることが望ましい。なお、このときの「概ね真横」とは、上面視した場合に、所定の位置とリスナー１３の位置とを結ぶ直線は、左スピーカ素子７８と右スピーカ素子７９とを結ぶ直線と略平行であることを意味する。
【０１７０】
また、クロストークキャンセル部７０は、必ずしもリスナー１３の右の耳元に音が全く定位しないように（信号が０（ゼロ）となるように）クロストークキャンセル処理を行う必要はない。「クロストークキャンセル」の表現は、リスナー１３の左の耳元でささやかれたような音（声）は、リスナー１３の右の耳元にはほぼ到達しない、ということを模擬するために用いられているだけである。したがって、リスナー１３の左の耳元よりも十分に小さい音であれば、リスナー１３の右の耳元に音が定位してもよい。
【０１７１】
また、実施の形態３では、オーディオ再生装置１０ｅは、入力オーディオ信号の音がリスナー１３の左の耳元で知覚されるように設計されているが、入力オーディオ信号の音が右の耳元で知覚されるように設計されてもよい。入力オーディオ信号の音がリスナー１３の右の耳元で知覚されるようにするには、入力オーディオ信号がリスナー１３の右方向から聞こえてくるよう設計された仮想音像定位フィルタ７１を用い、クロストークキャンセル部７０の他方の入力端子（上記の説明においてＮＵＬＬの信号が入力されていた端子）に入力オーディオ信号が入力されればよい。なお、このとき、クロストークキャンセル部７０の一方の入力端子には、ＮＵＬＬの信号が入力される。
【０１７２】
また、リスナー１３の右の耳元及びリスナー１３の左の耳元のそれぞれに同時に音を定位させたい場合は、オーディオ再生装置は、図１５に示されるように構成されればよい。図１５は、２つの入力オーディオ信号を用いる場合のオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【０１７３】
図１５に示されるオーディオ再生装置１０ｆでは、第１の入力オーディオ信号は、仮想音像定位フィルタ８１によって処理される。第２の入力オーディオ信号は、仮想音像定位フィルタ８２によって処理される。
【０１７４】
仮想音像定位フィルタ８１は、当該フィルタに入力される入力オーディオ信号の音が、リスナー１３の左方向から聞こえてくるように設計されたフィルタである。仮想音像定位フィルタ８２は、当該フィルタに入力される入力オーディオ信号の音が、リスナー１３の右方向から聞こえてくるように設計されたフィルタである。
【０１７５】
そして、仮想音像定位フィルタ８１で処理された第１の入力オーディオ信号は、クロストークキャンセル部８０の一方の入力端子に入力される。仮想音像定位フィルタ８２で処理された第２の入力オーディオ信号は、クロストークキャンセル部８０の他方の入力端子に入力される。クロストークキャンセル部８０は、クロストークキャンセル部７０と同様の構成である。クロストークキャンセル部８０によってクロストークキャンセル処理された信号は、左スピーカ素子８８及び右スピーカ素子８９から空間に再生音として出力され、出力された再生音は、リスナー１３の両耳に到達する。
【０１７６】
なお、実施の形態３では、説明の簡単化のために、クロストークキャンセル部７０と、仮想音像定位フィルタ７１とを別々の構成要素として記載した。しかしながら、オーディオ再生装置１０ｅは、仮想的に音像を定位させ、リスナー１３の片方の耳元でのみ知覚させるように信号処理を行うフィルタ演算部（クロストークキャンセル部７０と、仮想音像定位フィルタ７１とを統合した構成要素）を用いて実現されてもよい。
【０１７７】
以上のように、実施の形態３に係るオーディオ再生装置１０ｅ及び１０ｆは、あたかも耳元でささやかれたような音（声）をリスナー１３に知覚させることができる。
【０１７８】
（実施の形態４）
実施の形態４に係るオーディオ再生装置について図面を参照しながら説明する。図１６は、実施の形態４に係るオーディオ再生装置の構成を示す図である。
【０１７９】
図１６は、実施の形態４に係る音響信号がリスナーの耳元に至るまでの信号の流れを示す図である。具体的には、図１６は、クロストークキャンセルの強弱を制御することで、耳元再生感の強弱をつける際の信号の流れを示している。
【０１８０】
図１６では、仮想スピーカ（仮想音源）からリスナーの左耳元に至る音の伝達関数をＬＶＤ、同じ仮想スピーカからリスナーの右耳元に至る音の伝達関数をＬＶＣとしている。
【０１８１】
図１６に示すように、仮想スピーカは、リスナーの左側に置かれているので、伝達関数ＬＶＤは、仮想スピーカから、当該仮想スピーカに近いリスナーの第１の耳（左耳）に至る音の第１伝達関数の一例であり、伝達関数ＬＶＣは、仮想スピーカから、第１の耳と反対側の第２の耳（右耳）に至る音の第２伝達関数の一例である。
【０１８２】
（式１）は、図１６に示す信号の流れにおいて、リスナーの耳元に到達する耳元信号の目標特性を示す式である。具体的には、（式１）は、左耳元には入力信号ｓに、伝達関数ＬＶＤを乗じたもの、すなわち、リスナーの略９０度の方向から入力信号が発せられているかのような信号が到達し、右耳元にも同様に、入力信号ｓに伝達関数ＬＶＣを乗じたもの、すなわち、リスナーの略９０度の方向から入力信号が発せられているかのような信号が到達するような目標特性を示している。
【０１８３】
【数３】
0006544239.tif 000004
【０１８４】
ここで、左辺のα及びβは、左耳元感の大小を制御するパラメータである。なお、αは、第１伝達関数に乗ずる第１パラメータの一例であり、βは、第２伝達関数に乗ずる第２パラメータの一例である。
【０１８５】
（式１）を整理することで、（式２）に示すように、立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］は、空間音響の伝達関数の行列式の逆行列に［ＬＶＤ×α，ＬＶＣ×β］の定数列を乗じたものになる。
【０１８６】
【数４】
0006544239.tif 000005
【０１８７】
ここで、αがβより十分大きい場合、すなわち、左耳に到達する音の大きさが右耳に到達する音の大きさより十分大きい場合、左耳での耳元再生感が強いことになる。これは、現実の現象として、正に左耳元で囁かれた声は、右耳には到達しない、例えば、左耳元で聞こえている蚊の羽音は、右耳には到達しないという現象に合致している。
【０１８８】
一方、αとβとが概ね同じである場合、すなわち、左耳に到達する音の大きさが右耳に到達する音の大きさと概ね同じ場合、左耳での耳元再生感が弱いことになる。これは、現実の現象として、左側の遠くで発生している声又は音は、右耳にも到達するという現象に合致している。
【０１８９】
このようなα及びβを適切に制御することで、例えば、音が遠方から近づいてくるかのような音響効果を演出することができる。以下、図１７を用いて説明する。図１７は、実施の形態４に係るリスナーの略９０度方向の仮想音源の位置を示す図である。
【０１９０】
図１７に示すように、仮想音源位置Ａ及びＢは、リスナー１３の略９０度方向の仮想音源の位置を示している。なお、略９０度とは、リスナー１３の正面を基準（０度）とした場合の角度によって規定される方向である。したがって、リスナー１３の略９０度方向は、リスナー１３の略真横に相当する方向であり、リスナー１３の左側方又は右側方である。仮想音源位置Ａは、仮想音源位置Ｂよりリスナー１３から遠方の位置である。
【０１９１】
本実施の形態では、αとβとの比（α／β）がＲである場合に、仮想音源とリスナー１３とが第１の距離であるとき、Ｒの値を１近傍の第１の値に設定し、仮想音源とリスナー１３とが第１の距離より短い第２の距離であるとき、Ｒの値を第１の値より大きい第２の値に設定する。簡単に言い換えると、仮想音源の位置とリスナー１３の位置とが遠いとき、Ｒの値を１近傍の第１の値に設定し、仮想音源の位置とリスナー１３の位置とが近いとき、Ｒの値を第１の値より大きい第２の値（無限大を含む）に設定する。
【０１９２】
例えば、音の開始時点で仮想音源を図１７における仮想音源位置Ａに置く場合、αとβとの比率が略１となるように制御する。所定の時間経過後、仮想音源を仮想音源位置Ｂに置く場合、αがβより十分大きな値になるように制御する。そうすることで、音が遠方から近づいてくるかのような音響効果を演出することができる。
【０１９３】
通常、図１７のように仮想音源がリスナー１３の略９０度の位置にある場合、仮想音源を略９０度に置くことを意図した伝達関数で入力信号を処理することでこれを実現し、リスナー１３からの遠近感は音量の大小で制御する。これに対して、本実施の形態では、α及びβも制御することで、音源がまさに耳元まで近づいてきた場合、当該耳元では、逆側の耳元での音が知覚されないほど大きな音が知覚されるという一般的に経験される音響効果を実現できる。
【０１９４】
同様に、音の開始時点では、αがβより十分大きな値で、所定の時間経過後は、αとβとの比率が略１である状態になるように制御すれば、音が遠方へ去っていくかのような音響効果を演出することができる。
【０１９５】
上記の説明では、ＬＶＤ及びＬＶＣが、仮想スピーカ（仮想音源）を略９０度に置くことを意図した伝達関数であったので、上記の「遠方」は、リスナーの略９０度の遠方であるが、仮想スピーカ（仮想音源）を置く方向を変えれば、すなわち、ＬＶＤ及びＬＶＣを、所望の方向に仮想スピーカ（仮想音源）を置くような伝達関数に変更すれば、上記の「遠方」を所望の方向を変えることができる。
【０１９６】
以上のように、本実施の形態に係るオーディオ再生装置では、信号処理部が、リスナー１３の側方に置かれた仮想スピーカから、当該仮想スピーカに近いリスナー１３の第１の耳に至る音の第１伝達関数と、仮想音源から、第１の耳の反対側の第２の耳に至る音の第２伝達関数と、第１伝達関数に乗ずる第１パラメータαと、第２伝達関数に乗ずる第２パラメータβとを用いたフィルタ処理において、第１パラメータαと第２パラメータβとを制御する。これにより、音源位置の遠近感を制御できることとなる。
【０１９７】
なお、図１６及び図１７に示す例では、仮想スピーカをリスナーの略９０度の位置に設定したが、必ずしも略９０度でなくてもよい。また、左耳元に注目した処理を説明したが、左右が逆であってもよい。また、左耳元の処理と右耳元の処理とを同時に行って、両耳の耳元感を演出してもよい。
【０１９８】
なお、上記実施の形態では、仮想音源とリスナー１３との遠近感を演出する処理を説明したが、仮想音源がリスナー１３の側面を通過する処理を演出する一例を、図１８を用いて以下に述べる。図１８は、実施の形態４に係るリスナー側方の仮想音源の位置を示す図である。
【０１９９】
図１８に示すように、仮想音源位置Ｃ、Ｄ及びＥは、リスナー１３の側方に置かれる仮想音源の位置を示している。
【０２００】
また、本実施の形態では、αとβとの比（α／β）がＲである場合に、仮想音源の位置がリスナー１３の正面方向に対して略９０度のとき、Ｒの値を１より大きい値に設定し、仮想音源の位置がリスナー１３の正面方向に対して略９０度から外れる程、Ｒの値を１に近づける。簡単に言い換えると、仮想音源がリスナー１３の略真横に位置するとき、Ｒの値を１より大きい値（無限大を含む）に設定し、仮想音源がリスナー１３の略真横から外れる程、Ｒの値を１に近づける。
【０２０１】
例えば、音の開始時点で仮想音源を図１８における仮想音源位置Ｃに置く場合、当該音の信号に対し、仮想音源を略θ（０≦θ＜９０）度に置くことを意図した伝達関数の処理を行う。この段階では、αとβとの比率Ｒ（＝α／β）を１に近い値（Ｘ）に設定する。
【０２０２】
所定の時間経過後、仮想音源を、仮想音源位置Ｄに置く場合、当該音の信号に対し、仮想音源を略９０度に置くことを意図した伝達関数の処理を行うと同時に、αとβとの比率ＲをＸより大きな値に設定する。
【０２０３】
さらに、所定の時間経過後、仮想音源を、仮想音源位置Ｅに置く場合、当該音の信号に対し、仮想音源を概δ度に置くことを意図した伝達関数の処理を行うと同時に、αとβとの比率Ｒを１に近い値（Ｙ）にする。このとき、ＸとＹとは同じであってもよい。そうすることで、音がリスナー１３の側方を通過するような音響効果に臨場感を加えることができる。
【０２０４】
通常、仮想音源がリスナー１３の略θ度の位置にある場合、仮想音源を略θ度に置くことを意図した伝達関数を処理することでこれを実現する。また、仮想音源がリスナー１３の略９０度の位置にある場合、仮想音源を略９０度に置くことを意図した伝達関数を処理することでこれを実現する。さらに、仮想音源がリスナーの略δ（９０＜θ≦１８０）度の位置にある場合、仮想音源を略δ度に置くことを意図した伝達関数を処理することでこれを実現する。そして、リスナー１３からの距離に応じて、音量の大小を制御する。
【０２０５】
これに対して、本実施の形態では、αとβとをさらに制御することで、音源がリスナー１３の側方を通過する際、音源がリスナー１３の真横を通りすぎる感覚を強調することができる。なお、図１８に示した角度θ及びδは一例にすぎず、図示した角度が本願の必須要件であると認定するべきでない。
【０２０６】
（実施の形態５）
以上、実施の形態１〜４では、音をリスナーの耳元に定位させるオーディオ再生装置について説明したが、本開示における技術は、音響効果によって遊技の楽しさを演出する遊技装置として実現することもできる。つまり、本開示に係る遊技装置は、例えば、実施の形態１〜４に係るオーディオ再生装置を備える。
【０２０７】
例えば、実施の形態１〜４に係る信号処理部１１は、本開示に係る遊技装置が備える音響処理部に相当する。また、例えば、実施の形態１〜４に係るスピーカアレー１２は、本開示に係る遊技装置が備える出音部（スピーカ）に相当する。
【０２０８】
近年の遊技装置では、パチンコ台、スロット台などにおいて、遊技者が遊技に勝利する期待感を、遊技装置内に配置された画像表示部によって、遊技者に提示することで、遊技の楽しさを演出している。
【０２０９】
例えば、遊技装置は、遊技の通常状態では現れない人物やキャラクタが、遊技に勝利する確率の高まりとともに画像表示部に現れることを、又は、画面の色使いに変化が生じることを、遊技者に認識させる。これにより、遊技に勝利する期待感を高め、結果として遊技の楽しさを増すことができる。
【０２１０】
また、音響効果については、遊技の状態に応じて音響信号処理方法を変化させることによって遊技の楽しさを増す遊技装置が開発されている。
【０２１１】
例えば、特許文献３では、所謂スロットマシンの変動表示部の動作に連動して複数のスピーカから出音する音響信号を制御する技術が開示されている。この技術においては、遊技の状況（開始、停止、入賞の種類）に応じて、複数のスピーカから出音される信号の出力レベルと位相とを制御することで、音響効果を変動させている。
【０２１２】
しかしながら、特許文献３に記載の従来の技術では、音響効果が変動表示部の動作に連動するものであり、遊技の状態に潜在している（目に見えていない）勝利への期待感を演出することができない。
【０２１３】
そこで、本開示は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、遊技者が遊技に勝利する期待感を、より高めることができる遊技装置を提供する。
【０２１４】
本開示によれば、遊技者が遊技に勝利する期待感を、より高めることができる。
【０２１５】
以下、実施の形態５に係る遊技装置について図面を参照しながら説明する。
【０２１６】
図１９は、実施の形態５に係る遊技装置１００の構成を示すブロック図である。実施の形態５に係る遊技装置１００は、遊技者が遊技に勝利する期待感を立体音響技術によって演出する遊技装置である。例えば、遊技装置１００は、図２０に示すようなパチンコ台、スロットマシン、その他のゲーム機などである。
【０２１７】
図１９に示すように、遊技装置１００は、期待値設定部１１０と、音響処理部１２０と、少なくとも２個のスピーカ１５０Ｌ及び１５０Ｒとを備える。また、音響処理部１２０は、音響信号蓄積部１３０と、音響信号出力部１４０とを備える。
【０２１８】
以下では、遊技装置１００が備える各処理部の構成及び動作について説明する。
【０２１９】
期待値設定部１１０は、遊技者が遊技に勝利する期待値を設定する。具体的には、期待値設定部１１０は、遊技者が遊技に勝利するように思わせる期待値を設定する。期待値設定部１１０の詳細な構成及び動作については、図２１を用いて後で説明する。本実施の形態では、設定された期待値が大きいほど、遊技者が遊技に勝利する期待値が大きいとみなす。
【０２２０】
なお、例えば、期待値設定部１１０は、従来から広く普及している遊技装置において、遊技者が遊技に勝利するように思わせる期待感を画像又は電光によって演出する際に用いられる方法であって、期待感の高まりを表す状態変数を生成する方法を用いて期待値を設定してもよい。
【０２２１】
音響処理部１２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じた音響信号を出力する。具体的には、音響処理部１２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が、予め定められた閾値より大きい場合、当該期待値が閾値より小さい場合よりも、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出力する。
【０２２２】
図１９に示すように、音響処理部１２０は、遊技中に遊技者に提供する音響信号を蓄積する音響信号蓄積部１３０と、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じて、出力する音響信号を変更する音響信号出力部１４０とを備える。
【０２２３】
音響信号蓄積部１３０は、音響信号を記憶するためのメモリである。音響信号蓄積部１３０には、通常音響信号１３１と、効果音信号１３２とが格納されている。
【０２２４】
通常音響信号１３１は、遊技の状態に関わりなく遊技者に提供される音響信号である。効果音信号１３２は、遊技の状態に応じて単発的に提供される音響信号である。なお、効果音信号１３２は、立体音響処理なし効果音信号１３３と、立体音響処理付き効果音信号１３４とを含んでいる。
【０２２５】
立体音響処理は、音声が遊技者の耳元で聞こえるような処理である。立体音響処理付き効果音信号１３４は、クロストークキャンセル性能の強い信号処理で生成された第１音響信号の一例である。一方で、立体音響処理なし効果音信号１３３は、クロストークキャンセル性能の弱い信号処理で生成された第２音響信号の一例である。これらの効果音信号の生成方法については、図２２を用いて後で説明する。
【０２２６】
音響信号出力部１４０は、音響信号蓄積部１３０から通常音響信号１３１と効果音信号１３２とを読み出してスピーカ１５０Ｌ及び１５０Ｒに出力する。図１９に示すように、音響信号出力部１４０は、比較器１４１と、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒと、加算器１４３Ｌ及び１４３Ｒとを備える。
【０２２７】
比較器１４１は、期待値設定部１１０によって設定された期待値と予め定められた閾値とを比較し、比較結果をセレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒに出力する。言い換えると、比較器１４１は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定し、判定結果をセレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒに出力する。
【０２２８】
セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、比較器１４１から比較結果を受け取り、立体音響処理なし効果音信号１３３及び立体音響処理付き効果音信号１３４のいずれか一方を選択する。具体的には、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、期待値が閾値より大きい場合に、立体音響処理付き効果音信号１３４を選択する。また、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、期待値が閾値より小さい場合に、立体音響処理なし効果音信号１３３を選択する。
【０２２９】
そして、セレクタ１４２Ｌは、選択した効果音信号を加算器１４３Ｌに出力し、セレクタ１４２Ｒは、選択した効果音信号を加算器１４３Ｒに出力する。
【０２３０】
加算器１４３Ｌ及び１４３Ｒは、通常音響信号１３１と、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒによって選択された効果音信号とを加算してスピーカ１５０Ｌ及び１５０Ｒに出力する。
【０２３１】
このように、音響信号出力部１４０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が予め定められた閾値より小さい場合、音響信号蓄積部１３０から立体音響処理なし効果音信号１３３を読み出して、通常音響信号１３１に加算して出力する。一方、音響信号出力部１４０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が予め定められた閾値より大きい場合、音響信号蓄積部１３０から立体音響処理付き効果音信号１３４を読み出して、通常音響信号１３１に加算して出力する。
【０２３２】
スピーカ１５０Ｌ及び１５０Ｒは、音響処理部１２０から出力された音響信号を出音する出音部の一例である。スピーカ１５０Ｌ及び１５０Ｒは、音響信号出力部１４０から出力される音響信号（通常音響信号１３１と効果音信号１３２とが合成された音響信号）を再生する。なお、本実施の形態に係る遊技装置１００は、少なくもと２個のスピーカを備えていればよく、３個以上のスピーカを備えてもよい。
【０２３３】
次に、期待値設定部１１０の詳細な構成について、図２１を用いて説明する。図２１は、実施の形態５に係る期待値設定部１１０の構成の一例を示すブロック図である。
【０２３４】
期待値設定部１１０は、図２１に示すように、入賞抽選部１１１と、確率設定部１１２と、タイマー部１１３と、期待値制御部１１４とを備える。
【０２３５】
入賞抽選部１１１は、遊技の勝敗、すなわち、入賞又は非入賞を所定の確率に基づいて決定する。具体的には、入賞抽選部１１１は、確率設定部１１２によって設定された確率に応じて、入賞又は非入賞を抽選する。入賞が当選した場合には、入賞抽選部１１１は、入賞信号を出力する。
【０２３６】
確率設定部１１２は、遊技に勝利する確率を設定する。具体的には、確率設定部１１２は、遊技に対する入賞又は非入賞の確率を設定する。例えば、確率設定部１１２は、タイマー部１１３からの継続時間情報、及び、遊技装置１００全体での遊技の進捗状況などに基づいて、入賞又は非入賞の確率を決定する。例えば、確率設定部１１２は、遊技者の遊技の習熟度、偶然の作用による遊技の状態変化などに応じて入賞又は非入賞の確率を変化させる。確率設定部１１２は、設定した確率を示す信号を、入賞抽選部１１１及び期待値制御部１１４に出力する。
【０２３７】
タイマー部１１３は、遊技の継続時間を計測する。例えば、タイマー部１１３は、遊技者による遊技の開始から経過した時間を計測する。タイマー部１１３は、計測した継続時間を示す信号を、確率設定部１１２及び期待値制御部１１４に出力する。
【０２３８】
期待値制御部１１４は、確率設定部１１２によって設定された確率と、タイマー部１１３によって計測された継続時間とに基づいて、遊技者が遊技に勝利する期待値を設定する。具体的には、期待値制御部１１４は、確率設定部１１２から出力される信号と、タイマー部１１３から出力される信号とを受けて、遊技者に提供する期待感であって、遊技者が遊技に勝利する期待値を制御する。
【０２３９】
より具体的には、期待値制御部１１４は、例えば、タイマー部１１３によって計測された継続時間が所定の時間長に達した場合、期待値を上昇させる。例えば、期待値制御部１１４は、継続時間が長い場合に、継続時間が短い場合よりも、期待値を大きな値に設定する。つまり、期待値制御部１１４は、継続時間と正の相関関係があるように、期待値を設定してもよい。
【０２４０】
また、期待値制御部１１４は、確率設定部１１２によって設定された入賞の確率に応じて期待値を変動させる。例えば、期待値制御部１１４は、入賞の確率が大きい場合に、入賞の確率が小さい場合よりも期待値を大きな値に設定する。つまり、期待値制御部１１４は、入賞の確率と正の相関関係があるように、期待値を設定してもよい。
【０２４１】
以上のように、入賞抽選部１１１及び期待値制御部１１４は、確率設定部１１２によって設定された確率に基づいて、入賞又は非入賞の抽選、及び、期待値の設定を行う。これにより、入賞又は非入賞の確率と期待値とが連動するので、遊技者が音響信号から受ける勝利への期待感と、実際の遊技の勝利の可能性とを連動させることができる。
【０２４２】
なお、上記の期待値設定部１１０による動作は、単に一例に過ぎず、実際の遊技の勝利の可能性と遊技者に提示する勝利への期待値とが連動すれば、どのような方法を用いてもよい。
【０２４３】
続いて、立体音響処理付き効果音信号１３４の生成方法について、図２２を用いて説明する。図２２は、実施の形態５に係る音響信号が遊技者の耳元に至るまでの信号の流れを示す図である。具体的には、図２２は、入力信号ｓに立体音響処理を行い、その処理後の信号がスピーカから出音されて遊技者の左右の耳元に到達する信号の流れを示している。
【０２４４】
入力信号ｓは、立体音響処理フィルタＴＬ又はＴＲの処理を経て、それぞれ左右のスピーカ１５０Ｌ又は１５０Ｒから出音される。なお、入力信号ｓは、立体音響処理なし効果音信号１３３及び立体音響処理付き効果音信号１３４の元となる音響信号である。入力信号ｓに、立体音響処理フィルタＴＬ又はＴＲの処理を所定の強さで行うことで、立体音響処理なし効果音信号１３３及び立体音響処理付き効果音信号１３４を生成することができる。
【０２４５】
左側のスピーカ１５０Ｌから出音された音波は、空間の伝達関数ＬＤの作用を受けて遊技者の左耳元に到達する。また、左側のスピーカ１５０Ｌから出音された音波は、空間の伝達関数ＬＣの作用を受けて遊技者の右耳元に到達する。
【０２４６】
同様に、右側のスピーカ１５０Ｒから出音された音波は、空間の伝達関数ＲＤの作用を受けて遊技者の右耳元に到達する。また、右側のスピーカ１５０Ｒから出音された音波は、空間の伝達関数ＲＣの作用を受けて遊技者の左耳元に到達する。
【０２４７】
つまり、左耳の耳元に到達する左耳元信号ｌｅ、及び、右耳の耳元に到達する右耳元信号ｒｅは、（式３）を満たす。言い換えると、耳元信号は、入力信号ｓに、空間音響の伝達関数と、立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］とを乗じたものになる。なお、［ＴＬ，ＴＲ］は、２行１列の行列を示している（以下の説明でも同様）。
【０２４８】
【数５】
0006544239.tif 000006
【０２４９】
なお、ここで、空間の伝達関数ＬＣ又はＲＣの作用によって、スピーカとは逆側の耳元に到達する信号をクロストーク信号という。
【０２５０】
続いて、クロストークキャンセル性能の強いフィルタの設計方法の一例について説明する。クロストークキャンセルを強くかけるということは、すなわち、図２２において、入力信号ｓが片方の耳元には到達し、逆の耳元には到達しない、ということである。したがって、（式４）に示すように、左耳元信号ｌｅが入力信号ｓとなり、右耳元信号ｒｅが０となるように、耳元信号の目標特性を設定する。
【０２５１】
【数６】
0006544239.tif 000007
【０２５２】
（式４）は、（式５）のように整理され、結果として、（式６）に示すように、立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］は、空間音響の伝達関数の行列式の逆行列に［１，０］の定数列を乗じたものになる。
【０２５３】
【数７】
0006544239.tif 000008
【０２５４】
【数８】
0006544239.tif 000009
【０２５５】
立体音響処理付き効果音信号１３４は、例えば、入力信号ｓに、（式６）に示す立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］を有するフィルタ処理を行うことで生成された信号である。
【０２５６】
このように、クロストークキャンセル性能の強さは、耳元信号の目標特性における各耳元に到達する信号の強さの比が大きいほど強いということを示している。このことは、まさに耳元でささやかれた音声は逆の耳元には到達しない、という現実の物理現象に即している。
【０２５７】
したがって、期待値設定部１１０によって設定される期待値が大きいほど、クロストークキャンセル性能の強さを増すことで、期待値が高いほど耳元感の強い音声で遊技に勝利する期待感を演出することができる。なお、上記の例では、左耳元には信号が到達し右耳元には到達しないとしたが、左右が逆であってもよい。
【０２５８】
続いて、クロストークキャンセル性能の弱いフィルタの設計方法の一例について説明する。立体音響の伝達関数ＴＬを１、ＴＲを０に設定すること、すなわち、片方のスピーカからだけ信号を出音することが、結果的にクロストークキャンセル性能の弱いフィルタを構成することになる。なぜならば、この場合、（式７）に示すように、左耳元信号ｌｅがｓ×ＬＤとなり、右耳元信号ｒｅがｓ×ＬＣとなるので、左右の耳元での信号の強さが大きく変わらないからである。
【０２５９】
【数９】
0006544239.tif 000010
【０２６０】
したがって、立体音響処理なし効果音信号１３３は、例えば、立体音響の伝達関数ＴＬが１、ＴＲが０に設定されたフィルタ処理を施された信号であってもよい。
【０２６１】
なお、上述した（式６）に示すクロストークキャンセル性能の強いフィルタは、一例であって、立体音響処理付き効果音信号１３４は、別のフィルタによって生成された信号でもよい。
【０２６２】
図２３は、実施の形態５に係る音響信号が遊技者の耳元に至るまでの信号の流れの別の例を示す図である。なお、図２３は、図２２に対して、仮想スピーカを設定していることが異なる。
【０２６３】
仮想スピーカは、遊技者の側方に置かれた仮想音源の一例である。具体的には、仮想スピーカは、遊技者が向いている方向の略垂直方向から音を耳元に向けて出音する仮想的なスピーカである。空間の伝達関数ＬＶは、仮に仮想スピーカの位置に実際のスピーカが置かれていた場合の当該スピーカから耳元に至る音の伝達関数である。
【０２６４】
（式８）は、図２３に示す信号の流れにおいて、遊技者の耳元に到達する耳元信号の目標特性を示す式である。具体的には、（式８）は、左耳元には入力信号ｓに仮想スピーカによる空間の伝達関数ＬＶを乗じたもの、すなわち、遊技者の略９０度の方向から入力信号が発せられているかのような信号が到達し、右耳元には、信号が到達しない、すなわち、０となるような目標特性を示している。
【０２６５】
【数１０】
0006544239.tif 000011
【０２６６】
（式８）は、結果として（式９）に示すように、立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］は、空間音響の伝達関数の行列式の逆行列に［ＬＶ，０］の定数列を乗じたものになる。
【０２６７】
【数１１】
0006544239.tif 000012
【０２６８】
立体音響処理付き効果音信号１３４は、例えば、入力信号ｓに、（式９）に示す立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］を有するフィルタ処理を行うことで生成された信号であってもよい。
【０２６９】
なお、図２３に示す例では、仮想スピーカを遊技者の略９０度の位置に設定したが、必ずしも略９０度でなくてもよい。仮想スピーカは、遊技者の側方に位置すればよい。また、左耳元には信号が到達し右耳元には到達しないとしたが左右が逆であってもよい。
【０２７０】
以上のように、本実施の形態に係る遊技装置１００は、遊技者が遊技に勝利する期待値を設定する期待値設定部１１０と、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じた音響信号を出力する音響処理部１２０と、音響処理部１２０から出力された音響信号を出音する少なくとも２個のスピーカ１５０Ｌ及び１５０Ｒとを備え、音響処理部１２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が、予め定められた閾値より大きい場合、期待値が閾値より小さい場合よりも、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出力する。
【０２７１】
これにより、期待値が大きい場合に、期待値が小さい場合よりもクロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出音するので、遊技者は耳元で聞こえる音によって遊技に勝利する期待感を、より高く感じることができる。例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができるので、遊技者が遊技に勝利する期待感をより高めることができる。
【０２７２】
また、本実施の形態に係る遊技装置１００では、音響処理部１２０は、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された立体音響処理付き効果音信号１３４と、立体音響処理付き効果音信号１３４よりもクロストークキャンセル性能の弱いフィルタで処理された立体音響処理なし効果音信号１３３とを格納する音響信号蓄積部１３０と、期待値設定部１１０によって設定された期待値が閾値より大きい場合に立体音響処理付き効果音信号１３４を選択して出力し、期待値設定部１１０によって設定された期待値が閾値より小さい場合に立体音響処理なし効果音信号１３３を選択して出力する音響信号出力部１４０とを備える。
【０２７３】
これにより、期待値と閾値との比較結果に基づいて、立体音響処理なし効果音信号１３３と立体音響処理付き効果音信号１３４との一方を選択すればよいので、簡易な処理で遊技者が遊技に勝利する期待感をより高めることができる。つまり、立体音響処理なし効果音信号１３３と立体音響処理付き効果音信号１３４とを予め生成し、記憶しておけばよい。
【０２７４】
また、本実施の形態に係る遊技装置１００では、期待値設定部１１０は、遊技に勝利する確率を設定する確率設定部１１２と、遊技の継続時間を計測するタイマー部１１３と、確率設定部１１２によって設定された確率と、タイマー部１１３によって計測された継続時間とに基づいて、期待値を設定する期待値制御部１１４とを備える。
【０２７５】
これにより、遊技に勝利する確率と継続時間とに基づいて期待値を設定するので、例えば、遊技装置１００が遊技者に勝利させようとする意図と、遊技者が遊技に勝利する期待感とを連動させることができる。
【０２７６】
なお、本実施の形態では、音響処理部１２０は、立体音響処理なし効果音信号１３３と立体音響処理付き効果音信号１３４とを予め用意しておき、期待値に応じていずれを選択するかを切り替えるように構成しているが、これに限らない。例えば、予め２つの信号を用意しておくのではなく、リアルタイムで動作する立体音響処理のソフトウェアを切り替えることで、効果音信号を変更してもよい。具体的には、音響処理部１２０は、期待値が閾値より大きい場合に、効果音信号に立体音響処理を実行して出力し、期待値が閾値より小さい場合に、効果音信号に立体音響処理を実行することなく出力してもよい。
【０２７７】
また、本実施の形態では、音響信号蓄積部１３０は、立体音響処理なし効果音信号１３３と立体音響処理付き効果音信号１３４との２種類の信号を予め記憶しているが、これに限らない。例えば、音響信号蓄積部１３０は、立体音響効果の度合いの異なる複数の信号を記憶していてもよい。この場合、音響信号出力部１４０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値の大きさに応じて複数の信号を切り替えてもよい。
【０２７８】
例えば、音響信号蓄積部１３０は、第１効果音信号と、第２効果音信号と、第３効果音信号とを含む３つの効果音信号を記憶している。なお、３つの効果音信号のうち、第１効果音信号が最も立体音響効果が弱く、第３効果音信号が最も立体音響効果が強い。
【０２７９】
このとき、音響信号出力部１４０は、期待値が第１閾値より小さい場合に、第１効果音信号を読み出して出力する。また、音響信号出力部１４０は、期待値が第１閾値より大きく第２閾値より小さい場合に、第２効果音信号を読み出して出力する。また、音響信号出力部１４０は、期待値が第２閾値より大きい場合に、第３効果音信号を読み出して出力する。なお、第１閾値は、第２閾値より小さい値である。
【０２８０】
これにより、期待値の大きさに応じて立体音響効果の異なる効果音信号を出力するので、遊技者の期待感に応じた効果音信号を出力することができる。
【０２８１】
また、本実施の形態では、遊技装置１００と遊技者との関係において、遊技者の勝利への期待感を演出することについて説明したが、これに限らない。例えば、遊技装置１００を介した複数の遊技者間で、勝利への期待が高まっている遊技者に対して、その期待感を音響信号で演出してもよい。
【０２８２】
また、本実施の形態では、説明の簡単化のために、通常音響信号１３１（例えば、常時出音されているＢＧＭなど）に効果音（単発的に発せられる音）を加算する際のそれぞれの音量について説明を省略した。本実施の形態では、期待値に基づいて通常音響信号又は効果音信号の音量を変更してもよい。
【０２８３】
図２４は、実施の形態５に係る遊技装置の構成の別の例を示すブロック図である。具体的には、図２４は、効果音を加算する場合の音量の制御を行うことができる遊技装置２００の構成例を示している。
【０２８４】
図２４に示す遊技装置２００は、図１９に示す遊技装置１００と比較して、音響処理部１２０の代わりに音響処理部２２０を備える点が異なっている。具体的には、音響処理部２２０は、音響処理部１２０と比較して、音響信号出力部１４０の代わりに音響信号出力部２４０を備える点が異なっている。より具体的には、音響信号出力部２４０は、音響信号出力部１４０と比較して、さらに、音量調整部２４４Ｌ及び２４４Ｒを備える点が異なっている。
【０２８５】
音量調整部２４４Ｌ及び２４４Ｒは、比較器１４１から比較結果を受け取り、通常音響信号１３１の音量を調整する。具体的には、音量調整部２４４Ｌ及び２４４Ｒは、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒが立体音響処理付き効果音信号１３４を選択している場合は、立体音響処理なし効果音信号１３３を選択している場合より、通常音響信号１３１の音量を小さくする。これにより、立体音響処理の効果（とりわけ耳元に音像が定位する効果）を際立させて遊技者に提供することができる。
【０２８６】
なお、通常音響信号１３１の音量ではなく、効果音信号１３２の音量を調整してもよい。すなわち、音量調整部は、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒが立体音響処理付き効果音信号１３４を選択している場合は、立体音響処理なし効果音信号１３３を選択している場合より、立体音響処理付き効果音信号１３４の音量を大きくしてもよい。
【０２８７】
また、本実施の形態では、立体音響処理は、遊技者の耳元での音響効果を達成する処理である例について説明したが、これに限らない。例えば、遊技者を取り巻く空間での音の包まれ感を達成する処理でもよい。
【０２８８】
図２５は、実施の形態５に係る遊技装置の構成の別の例を示すブロック図である。具体的には、図２５は、人工的に付与する残響信号を期待値に基づいて選択的に出力することができる遊技装置３００の構成例を示している。
【０２８９】
図２５に示す遊技装置３００は、図１９に示す遊技装置１００と比較して、音響処理部１２０の代わりに音響処理部３２０を備える点が異なっている。音響処理部３２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が閾値より大きい場合、期待値が閾値より小さい場合よりも大きい残響成分を音響信号に付与して出力する。
【０２９０】
具体的には、音響処理部３２０は、音響処理部１２０と比較して、音響信号蓄積部１３０の代わりに音響信号蓄積部３３０を備える点が異なっている。より具体的には、音響信号蓄積部３３０は、効果音信号１３２の代わりに残響信号３３２を記憶している点が異なっている。
【０２９１】
残響信号３３２は、人工的に生成された残響成分を示す信号である。残響信号３３２は、小残響信号３３３と、大残響信号３３４とを含んでいる。小残響信号３３３は、残響信号のレベル及び残響の長さが、大残響信号３３４より小さい信号である。
【０２９２】
例えば、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、比較器１４１から比較結果を受け取り、小残響信号３３３及び大残響信号３３４のいずれか一方を選択する。具体的には、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、期待値が閾値より大きい場合に、大残響信号３３４を選択し、期待値が閾値より小さい場合に、小残響信号３３３を選択する。
【０２９３】
これにより、期待値設定部１１０によって設定された期待値が大きい場合に、期待値が小さい場合よりも人工的に付与する残響信号のレベル又は残響の長さを大きくすることができる。つまり、遊技者が遊技に期待する期待感を、遊技者を取り囲む空間における音の包まれ感によって演出することができる。
【０２９４】
なお、図２５に示す例では、音響信号蓄積部３３０は、２種類の残響信号を記憶しているが、１種類の残響信号のみを記憶していてもよい。この場合、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、期待値が閾値より大きい場合に残響信号を選択すればよく、期待値が閾値より小さい場合に残響信号を選択しなければよい。
【０２９５】
このように、実施の形態５の変形例に係る遊技装置３００は、遊技者が遊技に勝利する期待値を設定する期待値設定部１１０と、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じた音響信号を出力する音響処理部３２０と、音響処理部３２０から出力された音響信号を出音する少なくとも２個のスピーカ１５０Ｌ及び１５０Ｒとを備え、音響処理部３２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が、予め定められた閾値より大きい場合、期待値が閾値より小さい場合よりも大きい残響成分を通常音響信号１３１に付与して出力する。
【０２９６】
これにより、期待値が大きい場合に期待値が小さい場合よりも大きい残響成分を音響信号に付与するので、遊技者が遊技に期待する期待感を、遊技者を取り囲む空間における音の包まれ感によって演出することができる。
【０２９７】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６に係る遊技装置について図面を参照しながら説明する。
【０２９８】
図２６は、実施の形態６に係る遊技装置４００の構成を示すブロック図である。実施の形態６に係る遊技装置４００は、遊技者が遊技に勝利する期待感を、耳元再生感の強弱を調整する技術によって演出する遊技装置である。遊技装置４００は、実施の形態５と同様に、例えば、図２０に示すようなパチンコ台などである。
【０２９９】
図２６に示す遊技装置４００は、図１９に示す実施の形態５に係る遊技装置１００と比較して、音響処理部１２０の代わりに音響処理部４２０を備える点が異なっている。音響処理部４２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が閾値より大きい場合、耳元感がより強い効果音信号を出力する。
【０３００】
具体的には、音響処理部４２０は、音響処理部１２０と比較して、音響信号蓄積部１３０の代わりに音響信号蓄積部４３０を備える点が異なっている。より具体的には、音響信号蓄積部４３０は、効果音信号１３２の代わりに効果音信号４３２を記憶している点が異なっている。
【０３０１】
効果音信号４３２は、遊技の状態に応じて単発的に提供される音響信号である。なお、効果音信号４３２は、耳元感の弱い効果音信号４３３と、耳元感の強い効果音信号４３４とを含んでいる。
【０３０２】
耳元感の弱い効果音信号４３３は、クロストークキャンセル性能の弱い信号処理で生成された第２音響信号の一例であり、例えば、遊技者の両方の耳に略同じ大きさで聞こえるような音響信号である。耳元感の強い効果音信号４３４は、クロストークキャンセル性能の強い信号処理で生成された第１音響信号の一例であり、例えば、遊技者の一方の耳に聞こえ、他方の耳には殆ど聞こえないような音響信号である。
【０３０３】
例えば、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、比較器１４１から比較結果を受け取り、耳元感の弱い効果音信号４３３及び耳元感の強い効果音信号４３４のいずれか一方を選択する。具体的には、セレクタ１４２Ｌ及び１４２Ｒは、期待値が閾値より大きい場合に、耳元感の強い効果音信号４３４を選択し、期待値が閾値より小さい場合に、耳元感の弱い効果音信号４３３を選択する。
【０３０４】
これにより、期待値設定部１１０によって設定された期待値が大きい場合に、期待値が小さい場合よりも耳元感の強い効果音信号４３４を出力することができる。つまり、遊技者が遊技に期待する期待感を、遊技者を取り囲む空間における音の包まれ感によって演出することができる。
【０３０５】
以下では、具体的に耳元感の異なる信号を生成するためのフィルタ処理について、図１６を用いて説明する。伝達関数ＬＶＤ及びＬＶＣ、並びに、パラメータα及びβなどは、実施の形態４で説明したものと同様である。
【０３０６】
（式１）及び（式２）に示すパラメータα及びβは、期待値設定部１１０によって設定される、遊技者が遊技に勝利する期待値に基づいて決定される。具体的には、期待値が大きくなる程、αとβとの差が大きくなるように、αとβとが決定される。例えば、期待値が大きい程、αとβとに大きな差をつける（α＞＞β）ことで、あるいは、期待値がそれほど大きくない時は、αとβとを同じような値にする（α≒β）ことで、わくわくするような遊技の楽しさを増すことができる。
【０３０７】
このように、期待値に応じてα及びβを決定することで、耳元感の弱い効果音信号４３３及び耳元感の強い効果音信号４３４が生成される。具体的には、α≒βの場合に、耳元感の弱い効果音信号４３３が生成され、α＞＞βの場合に、耳元感の強い効果音信号４３４が生成される。
【０３０８】
以上のように、本実施の形態に係る遊技装置４００では、音響処理部４２０は、遊技者の側方に置かれた仮想スピーカから、当該仮想スピーカに近い遊技者の第１の耳に至る音の第１伝達関数と、仮想音源から、第１の耳の反対側の第２の耳に至る音の第２伝達関数と、第１伝達関数に乗ずる第１パラメータと、第２伝達関数に乗ずる第２パラメータとを用いたフィルタ処理において、第１パラメータと第２パラメータとが、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じて決定されることで、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出力する。
【０３０９】
これにより、期待値に応じてパラメータが決定されるので、例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感の大小を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができる。
【０３１０】
また、本実施の形態に係る遊技装置４００では、期待値設定部１１０によって設定された期待値が閾値より大きい場合に、期待値が閾値より小さい場合よりも、第１パラメータと第２パラメータとの差が大きくなるように、第１パラメータ及び第２パラメータが決定される。
【０３１１】
これにより、期待値が大きい程、一方の耳に聞こえる音が大きくなり、他方の耳に聞こえる音が小さくなるので、例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感の大小を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができる。
【０３１２】
なお、図１６に示す例では、仮想スピーカを遊技者の略９０度の位置に設定したが、必ずしも略９０度でなくてもよい。仮想スピーカは、遊技者の側方に位置すればよい。また、左耳元に注目した処理を説明したが、左右が逆であってもよい。また、左耳元の処理と右耳元の処理とを同時に行って、両耳の耳元感を演出してもよい。
【０３１３】
（実施の形態６の変形例）
また、実施の形態６では、音響処理部４２０は、上記のように耳元感が予め処理された耳元感の弱い効果音信号４３３と耳元感の強い効果音信号４３４とを予め用意しておき、期待値に応じていずれを選択するかを切り替える用に構成しているが、これに限らない。例えば、予め２つの信号を用意しておくのではなく、期待値に応じて立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］を調整し、フィルタ処理をリアルタイムで実施してもよい。
【０３１４】
例えば、図２７に示す実施の形態６の変形例に係る遊技装置５００は、リアルタイムで、期待値に応じて決定されたパラメータを用いたフィルタ処理を効果音信号に実行する。図２７は、実施の形態６の変形例に係る遊技装置５００の構成を示すブロック図である。
【０３１５】
図２７に示すように、遊技装置５００は、図１９に示す遊技装置１００と比較して、音響処理部１２０の代わりに音響処理部５２０を備える点が異なっている。
【０３１６】
音響処理部５２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じた音響信号を出力する。音響処理部５２０は、例えば、伝達関数ＶＬＤと、伝達関数ＶＬＣと、パラメータαと、パラメータβとを用いたフィルタ処理において、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じてパラメータα及びβを決定することで、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を生成して出力する。
【０３１７】
図２７に示すように、音響処理部５２０は、音響信号蓄積部５３０と、音響信号出力部５４０とを備える。
【０３１８】
音響信号蓄積部５３０は、音響信号を記憶するためのメモリである。音響信号蓄積部５３０には、通常音響信号１３１と、効果音信号５３２とが格納されている。通常音響信号１３１は、実施の形態５と同じであり、効果音信号５３２は、遊技の状態に応じて単発的に提供される音響信号である。
【０３１９】
音響信号出力部５４０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じて、耳元再生感の弱い効果音信号又は耳元再生感の強い効果音信号を生成して出力する。具体的には、音響信号出力部５４０は、パラメータ決定部５４１と、フィルタ処理部５４２とを備える。
【０３２０】
パラメータ決定部５４１は、期待値設定部１１０によって設定された期待値に基づいてパラメータα及びβを決定する。具体的には、パラメータ決定部５４１は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が閾値より大きい場合に、期待値が閾値より小さい場合よりも、パラメータαとパラメータβとの差が大きくなるように、パラメータα及びβを決定する。例えば、パラメータ決定部５４１は、期待値が大きくなる程、パラメータαとパラメータβとの差が大きくなるように、パラメータα及びβを決定する。
【０３２１】
例えば、パラメータ決定部５４１は、期待値設定部１１０によって設定される、遊技者が遊技に勝利する期待値と連動させて、図１６を用いて説明したようなα及びβを決定する。具体的には、パラメータ決定部５４１は、期待値が大きくなる程、αとβとの差が大きくなるように、αとβとを決定する。例えば、パラメータ決定部５４１は、期待値が大きい程、αとβとに大きな差をつける（α＞＞β）ことで、あるいは、期待値がそれほど大きくない時は、αとβとを同じような値にする（α≒β）ことで、わくわくするような遊技の楽しさを増すことができる。
【０３２２】
フィルタ処理部５４２は、伝達関数ＬＶＤ、伝達関数ＬＶＣ、パラメータα及びパラメータβを用いたフィルタ処理を、効果音信号に実行する。言い換えると、フィルタ処理部５４２は、耳元再生感を調整するためのフィルタ処理を効果音信号に実行する。例えば、フィルタ処理部５４２は、（式２）で示される立体音響の伝達関数［ＴＬ，ＴＲ］を用いて、効果音信号５３２を処理する。
【０３２３】
以上により、実施の形態６の変形例に係る遊技装置５００では、期待値に応じてパラメータを決定するので、例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感の大小を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができる。
【０３２４】
以上のように、本実施の形態の変形例に係る遊技装置５００では、音響処理部５２０は、遊技者の側方に置かれた仮想スピーカから、当該仮想スピーカに近い遊技者の第１の耳に至る音の第１伝達関数と、仮想音源から、第１の耳の反対側の第２の耳に至る音の第２伝達関数と、第１伝達関数に乗ずる第１パラメータと、第２伝達関数に乗ずる第２パラメータとを用いたフィルタ処理において、第１パラメータと第２パラメータとを、期待値設定部１１０によって設定された期待値に応じて決定することで、クロストークキャンセル性能の強いフィルタで処理された音響信号を出力する。
【０３２５】
これにより、期待値に応じてパラメータが決定されるので、例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感の大小を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができる。
【０３２６】
また、本実施の形態に係る遊技装置５００では、音響処理部５２０は、期待値設定部１１０によって設定された期待値が閾値より大きい場合に、期待値が閾値より小さい場合よりも、第１パラメータと第２パラメータとの差が大きくなるように、第１パラメータ及び第２パラメータを決定する。
【０３２７】
これにより、期待値が大きい程、一方の耳に聞こえる音が大きくなり、他方の耳に聞こえる音が小さくなるので、例えば、遊技者が遊技に勝利する期待感の大小を、遊技者の耳元で聞こえる囁き声又は効果音によって演出することができる。
【０３２８】
（その他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜６を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜６で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【０３２９】
そこで、以下、他の実施の形態をまとめて説明する。
【０３３０】
なお、上記各実施の形態で説明したオーディオ再生装置及び遊技装置の包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【０３３１】
例えば、本開示における技術には、上記各実施の形態で説明したオーディオ再生装置からスピーカアレー（スピーカ素子）を除いた装置である信号処理装置が含まれる。
【０３３２】
また、例えば、本開示の実施の形態５に係る遊技装置１００を構成する各構成要素（期待値設定部１１０、音響処理部１２０、音響信号蓄積部１３０及び音響信号出力部１４０）は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ、通信インターフェース、Ｉ／Ｏポート、ハードディスク、ディスプレイなどを備えるコンピュータ上で実行されるプログラムなどのソフトウェアで実現されてもよく、電子回路などのハードウェアで実現されてもよい。他の実施の形態に係る遊技装置２００〜５００を構成する各構成要素についても同様である。
【０３３３】
本開示に係る遊技装置は、遊技者が遊技に勝利する期待感を音響信号によって演出するので、所謂パチンコ台、又は、スロットマシンなどにおいて遊技の楽しさを増すことができ、広く遊技装置に利用することができる。
【０３３４】
また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０３３５】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
【０３３６】
なお、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。このため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０３３７】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０３３８】
本開示に係るオーディオ再生装置は、ゲーム機、デジタルサイネージ機器などに幅広く応用できる。
【符号の説明】
【０３３９】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ  オーディオ再生装置
１１  信号処理部
１２  スピーカアレー
１３  リスナー
２０、２０Ｌ、２０Ｒ  ビームフォーム部
２１、２１Ｌ、２１Ｒ、５０、６１  キャンセル部
２２  加算部
３０  帯域分割フィルタ
３１  分配部
３２  位置・帯域別フィルタ群
３３  帯域合成フィルタ群
３４  低域信号処理部
３５  高域信号処理部
３６  帯域合成フィルタ
４０、７０、８０  クロストークキャンセル部
６２、６３  低音強調部
６４  低音成分抽出部
６５  倍音成分生成部
６６  クロストークキャンセルフィルタ設定部
６７  低音成分抽出フィルタ設定部
６８、７８、８８  左スピーカ素子
６９、７９、８９  右スピーカ素子
７１、８１、８２  仮想音像定位フィルタ
１００、２００、３００、４００、５００  遊技装置
１１０  期待値設定部
１１１  入賞抽選部
１１２  確率設定部
１１３  タイマー部
１１４  期待値制御部
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０  音響処理部
１３０、３３０、４３０、５３０  音響信号蓄積部
１３１  通常音響信号
１３２、４３２、５３２  効果音信号
１３３  立体音響処理なし効果音信号
１３４  立体音響処理付き効果音信号
１４０、２４０、５４０  音響信号出力部
１４１  比較器
１４２Ｌ、１４２Ｒ  セレクタ
１４３Ｌ、１４３Ｒ  加算器
１５０Ｌ、１５０Ｒ  スピーカ
２４４Ｌ、２４４Ｒ  音量調整部
３３２  残響信号
３３３  小残響信号
３３４  大残響信号
４３３  耳元感の弱い効果音信号
４３４  耳元感の強い効果音信号
５４１  パラメータ決定部
５４２  フィルタ処理部
【図１】
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【図２】
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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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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