(57)【要約】【課題】  小口径のスピーカでも低音感が得られるオーディオ装置を提供する。【解決手段】  オーディオ信号Ｓ1からスピーカ５の共振周波数ｆ0以上の信号成分Ｓ2を取り出すハイパスフィルタ２を設ける。オーディオ信号Ｓ1から、周波数が帯域ｆ0／２〜ｆ1／２に含まれる低域成分Ｓ21を取り出すバンドパスフィルタ２１と、オーディオ信号Ｓ1から、周波数が帯域ｆ0／４〜ｆ1／４に含まれる低域成分Ｓ41を取り出すバンドパスフィルタ４１とを設ける。バンドパスフィルタ２１の出力を２逓倍するピッチシフト回路２２と、バンドパスフィルタ４１の出力を４逓倍するピッチシフト回路４２とを設ける。ハイパスフィルタ２の出力と、ピッチシフト回路２２、４２の出力とを所定の割り合いで加算する加算回路３とを設ける。加算回路３の出力信号Ｓ3をスピーカ５に供給する。【選択図】  図１
2008085412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ＝２ｎ
ただし、ｎ＝１〜６の整数
ｆ1：ある信号の基本波成分を逓倍したとき、その結果の逓倍波成分に聴感上の違和感を生じない周波数
とするとき、
オーディオ信号からスピーカの共振周波数ｆ0以上の中高域成分を取り出すハイパスフィルタと、
上記オーディオ信号から、周波数が帯域ｆ0／Ｎ〜ｆ1／Ｎに含まれる低域成分をそれぞれ取り出すｎ個のバンドパスフィルタと、
このｎ個のバンドパスフィルタの出力のそれぞれをＮ逓倍するｎ個のピッチシフト回路と、
上記ハイパスフィルタの出力と、上記ｎ個のピッチシフト回路の出力とを所定の割り合いで加算する加算回路と
を有し、
上記加算回路の出力信号を上記スピーカに供給する
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項２】
ｆ1：ある信号の基本波成分を逓倍したとき、その結果の逓倍波成分に聴感上の違和感を生じない周波数
とするとき、
オーディオ信号からスピーカの共振周波数ｆ0以上の信号成分を取り出すハイパスフィルタと、
上記オーディオ信号から、周波数が帯域ｆ0／２〜ｆ1／２に含まれる第１の低域成分を取り出す第１のバンドパスフィルタと、
上記オーディオ信号から、周波数が帯域ｆ0／４〜ｆ1／４に含まれる第２の低域成分を取り出す第２のバンドパスフィルタと、
上記第１のバンドパスフィルタの出力を２逓倍する第１のピッチシフト回路と、
上記第２のバンドパスフィルタの出力を４逓倍する第２のピッチシフト回路と、
上記ハイパスフィルタの出力と、上記第１および第２のピッチシフト回路の出力とを所定の割り合いで加算する加算回路と
を有し、
上記加算回路の出力信号を上記スピーカに供給する
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載のオーディオ再生装置において、
ｆ0≦ｆ1／２である
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項４】
請求項１あるいは請求項２に記載のオーディオ再生装置において、
上記ピッチシフト回路の出力のうち、上記周波数ｆ1以上の周波数成分を制限するローパスフィルタを設ける
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３あるいは請求項４に記載のオーディオ再生装置において、
上記オーディオ信号から上記周波数ｆ1以下の信号成分を取り出すローパスフィルタを有し、
このローパスフィルタの出力も上記加算回路において所定の割り合い加算する
ようにしたオーディオ再生装置。
【請求項６】
請求項５に記載のオーディオ再生装置において、
上記加算回路の出力信号を低域カットフィルタを通じて上記スピーカに供給する
ようにしたオーディオ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オーディオ再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるミニコンポや薄型のテレビなどでは、口径の小さいスピーカが使用されているとともに、そのスピーカを収納しているスピーカボックス（エンクロージャ）の容積も小さい傾向にある。このため、スピーカの共振周波数ｆ0が100Hz程度あるいはそれ以上に高くなっている。
【０００３】
そして、一般に、スピーカに共振周波数ｆ0以下のオーディオ信号を供給すると、周波数が低くなるにつれて基本波成分の出力音圧が低下していくとともに、歪み成分（高調波成分）が急速に増加していく傾向がある。
【０００４】
したがって、上記のような口径の小さいスピーカを使用したオーディオ機器では、スピーカの共振周波数ｆ0以下の低音を十分に再生することができない。
【０００５】
ところで、楽器の音は、基音とその倍音とから構成され、その割り合いが音色を決定している。そして、人間の聴感は、基音が出力されていなくても、その倍音が出力されていれば、あたかもその基音が出力されているかのように知覚することが、心理音響的に実証されている。
【０００６】
そこで、そのような知覚特性を利用して低音感が得られるようにしたオーディオ装置が考えられている。図１１は、そのようなオーディオ装置の一例を示すもので、符号５が低音感の改善の対象となるスピーカである。
【０００７】
そして、オーディオ信号Ｓ1が、入力端子１を通じてハイパスフィルタ２に供給されて図１２Ａに示すように、スピーカ５の共振周波数ｆ0以上の中高域成分Ｓ2が取り出され、この中高域成分Ｓ2が加算回路３に供給される。また、入力端子１のオーディオ信号Ｓ1がバンドパスフィルタ７に供給されて図１２Ｂに示すように、周波数がｆ0／２〜ｆ0の低域成分Ｓ7が取り出され、この低域成分Ｓ7がピッチシフト回路８に供給される。
【０００８】
このピッチシフト回路８は、これに供給された低域成分Ｓ7の周波数を２倍に逓倍するものであり、したがって、ピッチシフト回路８からは、図１２Ｃに示すように、周波数がｆ0〜２ｆ0の倍音成分Ｓ8が出力される。
【０００９】
そして、この倍音成分Ｓ8が加算回路３に供給されて中高域成分Ｓ2に加算され、加算回路３からは図１２Ｄに示すように、低域成分Ｓ7の倍音成分Ｓ8が増強されたオーディオ信号Ｓ3が取り出され、この信号Ｓ3がパワーアンプ４を通じてスピーカ５に供給される。したがって、スピーカ５からは、図１２Ｄに示すような周波数特性の音響出力、すなわち、低域成分Ｓ7の倍音成分Ｓ8が増強された音響が出力される。
【００１０】
そして、この場合、スピーカ５からは、低域成分Ｓ7の音響は出力されないが、この低域成分Ｓ7が基音成分に対応するとともに、その倍音成分Ｓ8の音響が出力されるので、上述のように、リスナには低域成分Ｓ7の音響が出力されているかのように知覚され、したがって、スピーカ５が小口径であっても、低音感を得ることができる。
【００１１】
なお、一般的には、低域成分Ｓ7を倍音処理して倍音成分Ｓ5を生成した場合、その倍音成分Ｓ5の周波数が200Hz程度以下であれば、聴感上違和感がないとされている。
【００１２】
先行技術文献として例えば以下のものがある。
【特許文献１】特開平８−２１３８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、上述のオーディオ再生装置の場合、低域成分Ｓ7の周波数によっては、適切な低音感の得られないことがある。すなわち、今、スピーカ５の再生帯域（周波数特性）が図１３Ａの曲線Ｆ5により示され、このとき、共振周波数ｆ0が100Hzであったとする。
【００１４】
そして、例えば図１３Ａに示すように、低域成分Ｓ7の周波数が60Hzであったとすると、その倍音成分Ｓ8の周波数は、図１３Ａにも示すように120Hzとなる。そして、倍音成分Ｓ8の周波数が120Hzであれば、これはスピーカ５の再生帯域Ｆ5に含まれるので、上述のように、倍音成分Ｓ8により低域成分Ｓ7の低音感を感じることができる。
【００１５】
しかし、例えば図１３Ｂに示すように、低域成分Ｓ7の周波数が35Hzであったとすると、その倍音成分Ｓ8の周波数は、図１３Ｂにも示すように70Hzとなる。そして、倍音成分Ｓ8の周波数が70Hzであれば、これはスピーカ５の再生帯域Ｆ5に含まれないので、その音響成分は出力されず、したがって、倍音成分Ｓ8により低域成分Ｓ7の低音感を得ることはできない。むしろ、スピーカ５には、共振周波数ｆ0よりも低い周波数の倍音成分Ｓ8が供給されるので、スピーカ５からは歪み音が出力されてしまう。
【００１６】
また、例えば図１３Ｃに示すように、スピーカ５の共振周波数ｆ0が120Hzであり、このとき、低域成分Ｓ7の周波数が110Hzとすると、その倍音成分Ｓ8の周波数は、図１３Ｃにも示すように220Hzとなる。すると、この倍音成分Ｓ8の周波数220Hzは、スピーカ５の再生帯域Ｆ5に含まれるので、その音響成分が出力されることになる。しかし、上記のように、倍音成分Ｓ8に違和感を生じない周波数の上限は200Hz程度であり、今の場合、倍音成分Ｓ8の周波数220Hzはその上限を越えているので、スピーカ５の再生音に違和感を感じてしまう。
【００１７】
この発明は、以上のような問題点を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明においては、
Ｎ＝２ｎ
ただし、ｎ＝１〜６の整数
ｆ1：ある信号の基本波成分を逓倍したとき、その結果の逓倍波成分に聴感上の違和感を生じない周波数
とするとき、
オーディオ信号からスピーカの共振周波数ｆ0以上の中高域成分を取り出すハイパスフィルタと、
上記オーディオ信号から、周波数が帯域ｆ0／Ｎ〜ｆ1／Ｎに含まれる低域成分をそれぞれ取り出すｎ個のバンドパスフィルタと、
このｎ個のバンドパスフィルタの出力のそれぞれをＮ逓倍するｎ個のピッチシフト回路と、
上記ハイパスフィルタの出力と、上記ｎ個のピッチシフト回路の出力とを所定の割り合いで加算する加算回路と
を有し、
上記加算回路の出力信号を上記スピーカに供給する
ようにしたオーディオ再生装置
とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、オーディオ信号の低域成分の周波数がスピーカの共振周波数ｆ0より低い場合には、その低域成分の倍音成分の音響を出力するようにしているので、この倍音成分により低音感を得ることができる。また、低域成分を逓倍するとき、その逓倍結果の倍音成分が、スピーカの共振周波数ｆ0と、上限周波数ｆ1との間の帯域に収まるように逓倍しているので、低音感に違和感を生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔１〕  第１の例
図１は、この発明による第１の構成例を示すもので、符号５が低音感の改善の対象となる口径の小さなスピーカである。なお、ここで、
ｆ0：スピーカ５の共振周波数。この例では、100Hz付近あるいはそれ以下。 
ｆ1：ある信号の基本波成分を逓倍したとき、その結果の逓倍波成分に聴感上の違和感を生じない周波数（逓倍結果の信号の周波数）。一般には200Hz程度。 
とする。この例においては、ｆ0＝ｆ1／２（あるいはｆ0≦ｆ1／２）とする。また、２チャンネルステレオやマルチチャンネルステレオの場合には、各チャンネルを図１の構成とすることができる。
【００２１】
そして、オーディオ信号Ｓ1が、入力端子１を通じてハイパスフィルタ２に供給されて図２Ａに実線で示すように、スピーカ５の共振周波数ｆ0以上の中高域成分Ｓ2が取り出され、この中高域成分Ｓ2が加算回路３に供給される。また、通過帯域が周波数ｆ0〜ｆ1、この例においては、100Hz〜200Hzのバンドパスフィルタ１１が設けられ、入力端子１からのオーディオ信号Ｓ1が、このバンドパスフィルタ１１に供給されて図２Ａに破線で示すように、周波数帯域がｆ0〜ｆ1の低域成分Ｓ11が取り出され、この低域成分Ｓ11がアッテネータ回路１３を通じて加算回路３に供給される。
【００２２】
さらに、通過帯域が周波数ｆ0／２〜ｆ1／２、この例においては、50Hz〜100Hzのバンドパスフィルタ２１が設けられ、入力端子１からのオーディオ信号Ｓ1が、このバンドパスフィルタ２１に供給されて図２Ｂに示すように、周波数がｆ0／２〜ｆ1／２の低域成分Ｓ21が取り出され、この低域成分Ｓ21がピッチシフト回路２２に供給される。
【００２３】
このピッチシフト回路２２は、その一例を後述するが、これに供給された低域成分Ｓ21の周波数を２倍に逓倍するものであり、したがって、ピッチシフト回路２２からは、図２Ｃに示すように、２倍の周波数の倍音成分Ｓ22、すなわち、周波数がｆ0〜ｆ1の倍音成分Ｓ22が出力される。この２倍の倍音成分Ｓ22は、アッテネータ回路２３を通じて加算回路３に供給される。
【００２４】
さらに、通過帯域が周波数ｆ0／４〜ｆ1／４、この例においては、25Hz〜50Hzのバンドパスフィルタ４１が設けられ、入力端子１からのオーディオ信号Ｓ1が、このバンドパスフィルタ４１に供給されて図２Ｄに実線で示すように、周波数がｆ0／４〜ｆ1／４の低域成分Ｓ41が取り出され、この低域成分Ｓ41がピッチシフト回路４２に供給される。
【００２５】
このピッチシフト回路４２は、これに供給された低域成分Ｓ41の周波数を４倍に逓倍するものであり、したがって、ピッチシフト回路４２からは、図２Ｄに破線で示すように、４倍の周波数の倍音成分Ｓ42、すなわち、周波数がｆ0〜ｆ1の倍音成分Ｓ42が出力される。この４倍の倍音成分Ｓ42もアッテネータ回路４３を通じて加算回路３に供給される。
【００２６】
こうして、加算回路３からは、図２Ｅに示すように、中高域成分Ｓ2に、低域成分Ｓ11と、２倍の倍音成分Ｓ22と、４倍の倍音成分Ｓ42とが、アッテネータ回路１３、２３、４３により所定の割り合いで加算されたオーディオ信号Ｓ3が取り出される。そして、この加算信号Ｓ3がパワーアンプ４を通じてスピーカ５に供給される。
【００２７】
このような構成によれば、入力端子１にオーディオ信号Ｓ1が供給されると、ピッチシフト回路２２、４２により低域成分Ｓ21あるいはＳ41の２倍あるいは４倍の周波数の倍音成分Ｓ22あるいはＳ42が形成され、これがオーディオ信号Ｓ1に付加される。したがって、オーディオ信号Ｓ1は図２Ｅに示すような周波数特性のオーディオ信号Ｓ3とされ、この信号Ｓ3がスピーカ５に供給される。
【００２８】
このとき、スピーカ５からは共振周波数ｆ0以下の基音成分の音響はほとんど出力されないが、倍音成分Ｓ22、Ｓ42の音響が出力されるので、上述のように、リスナには共振周波数ｆ0以下の音響が出力されているかのように知覚され、したがって、スピーカ５が小口径であっても、低音感を得ることができる。
【００２９】
そして、この場合、例えば図３Ａに示すように、低域成分Ｓ21（Ｓ41）の周波数が35Hzであれば、この低域成分Ｓ21から２倍の周波数の倍音成分Ｓ22（破線図示）を形成しても、その周波数は70Hzであり、スピーカ５により再生することはできない（これは、図１３Ｂの場合と同様）。
【００３０】
しかし、図１の装置においては、低域成分Ｓ21の周波数が35Hzであれば、この低域成分Ｓ21、すなわち、低域成分Ｓ41がバンドパスフィルタ４１を通じてピッチシフト回路４２に供給されて４倍の周波数140Hzの倍音成分Ｓ42（実線図示）は形成され、この倍音成分Ｓ42が加算回路３に供給される。したがって、低域成分Ｓ21の周波数が35Hzであっても、その４倍の周波数の倍音成分Ｓ42により低域成分Ｓ21に対応する低音感を得ることができる。
【００３１】
また、例えば図３Ｂに示すように、低域成分Ｓ41（Ｓ21）の周波数が60Hzであれば、この低域成分Ｓ41から４倍の周波数の倍音成分Ｓ42（破線図示）を形成すると、その周波数は240Hzであり、倍音を付加するときの上限周波数ｆ1（≒200Hz）を越えているので、この倍音成分Ｓ42をスピーカ５に供給すると違和感を与える音響となってしまう（これは、図１３Ｃの場合と同様）。
【００３２】
しかし、図１の装置においては、低域成分Ｓ41の周波数が60Hzであれば、この低域成分Ｓ41、すなわち、低域成分Ｓ21はバンドパスフィルタ２１を通じてピッチシフト回路２２に供給されて２倍の周波数120Hzの倍音成分Ｓ22（実線図示）とされ、この倍音成分Ｓ22が加算回路３に供給される。したがって、低域成分Ｓ41の周波数が60Hzであっても、その２倍の周波数の倍音成分Ｓ22により低域成分Ｓ41に対応する低音感を得ることができる。
【００３３】
また、図２Ａ、Ｅにも示すように、もとの入力オーディオ信号Ｓ1に含まれる低域成分Ｓ11も増強しているので、低音感を自然なものとすることができる。
【００３４】
〔２〕  第２の例
図４は、この発明の第２の構成例を示すもので、この例においては、ｆ0＞ｆ1／２であっても、有効に低音感が得られるようにした場合である。すなわち、図１の装置と同様、入力オーディオ信号Ｓ1から中高域成分Ｓ2および低域成分Ｓ11が取り出され、加算回路３に供給される。
【００３５】
また、入力オーディオ信号Ｓ1が、バンドパスフィルタ２１に供給されて図５Ａに破線で示すように、周波数がｆ0／２〜ｆ1／２の低域成分Ｓ21が取り出され、この低域成分Ｓ21がピッチシフト回路２２に供給され、ピッチシフト回路２２からは、図２Ａに実線で示すように、２倍の周波数の倍音成分Ｓ22、すなわち、周波数がｆ0〜ｆ1の倍音成分Ｓ22が出力される。そして、この２倍の倍音成分Ｓ22は、アッテネータ回路２３を通じて加算回路６２に供給される。
【００３６】
さらに、入力オーディオ信号Ｓ1が、バンドパスフィルタ４１に供給されて図５Ａに破線で示すように、周波数がｆ0／４〜ｆ1／４の低域成分Ｓ41が取り出され、この低域成分Ｓ41がピッチシフト回路４２に供給され、ピッチシフト回路４２からは、図２Ａに実線で示すように、４倍の周波数の倍音成分Ｓ42、すなわち、周波数がｆ0〜ｆ1の倍音成分Ｓ42が出力される。そして、この４倍の倍音成分Ｓ42は、アッテネータ回路４３を通じて加算回路６２に供給される。
【００３７】
そして、加算回路６２からは、図５Ｂに示すように、２倍の倍音成分Ｓ22と、４倍の倍音成分Ｓ42との加算信号Ｓ62が取り出され、この加算信号Ｓ62が、ローパスフィルタ６３に供給される。このローパスフィルタ６３は、図５Ｃに例えば曲線Ｆ63により示す周波数特性を有するものであり、すなわち、共振周波数ｆ0をカットオフ周波数とし、上限周波数ｆ1では入力信号成分をほぼ遮断する周波数特性を有するものである。
【００３８】
したがって、ローパスフィルタ６３からは、加算信号Ｓ62のうち、違和感を与えない２倍および４倍の倍音成分Ｓ63（ハッチング部分）が出力される。そして、この倍音成分Ｓ63が加算回路３に供給され、この加算回路３の出力信号Ｓ3がパワーアンプ４を通じてスピーカ５に供給される。
【００３９】
このような構成によれば、図１の装置と同様、ピッチシフト回路２２、４２により低域成分Ｓ21あるいはＳ41の２倍あるいは４倍の周波数の倍音成分Ｓ22あるいはＳ42が形成され、これがオーディオ信号Ｓ2に付加されるので、上述のように、スピーカ５からは共振周波数ｆ0以下の音響が出力されているかのように知覚され、したがって、スピーカ５が小口径であっても、低音感を得ることができる。
【００４０】
そして、この場合、加算回路３において、中高域成分Ｓ2に２倍および４倍の倍音成分Ｓ63が加算されるが、この倍音成分Ｓ63は、ローパスフィルタ６３により上限周波数ｆ1に近づくにつれてレベルが小さくされているので、例え倍音成分Ｓ63に上限周波数ｆ1を越えるような信号成分が含まれていても、違和感を抑えることができる。この結果、例えばｆ0＞ｆ1／２であっても、違和感を与えるこなく、低音感を得ることができる。
【００４１】
〔３〕  第３の例
図６は、この発明の第３の構成例を示すもので、図１の装置と同様、オーディオ信号Ｓ1が、入力端子１を通じてハイパスフィルタ２に供給されてスピーカ５の共振周波数ｆ0以上の中高域成分Ｓ2が取り出され、この中高域成分Ｓ2が加算回路３に供給される。また、入力端子１からのオーディオ信号Ｓ1が、通過帯域が周波数ｆ1以下、この例においては、200Hz以下のローパスフィルタ１０に供給されて上限周波数ｆ1以下の低域成分Ｓ10が取り出され、この低域成分Ｓ10がアッテネータ回路１３を通じて加算回路３に供給され、所定の割り合いで中高域成分Ｓ2に加算される。
【００４２】
さらに、図１の装置と同様のバンドパスフィルタ２１、４１およびピッチシフト回路２２、４２により２倍および４倍の倍音成分Ｓ22、Ｓ42が形成され、これら倍音成分Ｓ22、Ｓ42がアッテネータ回路２３、４３を通じて加算回路３に供給され、所定の割り合いで中高域成分Ｓ2に加算される。
【００４３】
こうして、加算回路３からは、図７Ａに示すように、中高域成分Ｓ2に、低域成分Ｓ11と、２倍の倍音成分Ｓ22と、４倍の倍音成分Ｓ42とが、アッテネータ回路１３、２３、４３により所定の割り合いで加算されたオーディオ信号Ｓ3が取り出される。
【００４４】
そして、この加算信号Ｓ3が低域カットフィルタ６に供給され、図７Ｂに示すように、オーディオ信号Ｓ3のうち、小口径のスピーカ５にとって有害な重低域成分、すなわち、スピーカ５に供給されたとき、正常な低音は出力されないが、歪み成分（高調波成分）が大量に出力されるような低域成分が除去されたオーディオ信号Ｓ6とされ、このオーディオ信号Ｓ6がパワーアンプ４を通じてスピーカ５に供給される。
【００４５】
このような構成によれば、スピーカ５からは低域成分Ｓ11の音響はほとんど出力されないが、低域成分Ｓ11の倍音成分Ｓ22、Ｓ42の音響が出力されるので、上述のように、リスナには低域成分Ｓ11の音響が出力されているかのように知覚され、したがって、スピーカ５が小口径であっても、低音感を得ることができる。
【００４６】
また、図７Ｂにも示すように、低域成分Ｓ11もある程度オーディオ信号Ｓ6に残すようにしているので、低音感を自然なものとすることができる。そして、このとき、低域成分Ｓ11のうちでも、小口径のスピーカ５にとって有害な重低音成分は、低域カットフィルタ６により除去されるので、正常な低音はほとんど出力されないのに、歪み成分（高調波成分）が大量に出力されるというようなことがない。
【００４７】
〔４〕  ピッチシフト回路２２、４２の例
低域成分Ｓ21、Ｓ41の２倍あるいは４倍の周波数の倍音成分Ｓ22、Ｓ42は、例えば図８に示すような方法により形成することができる。すなわち、今、図８Ａに示すように、正弦波信号ＳAの１サイクルにＤ／Ａ変換できるデジタルデータＤAが、メモリに保存されているとする。なお、記号●は、そのサンプル点を示す。また、期間ＴAは、その正弦波信号ＳAの１サイクル期間、期間１／ｆcは１サンプル期間である。
【００４８】
そして、このデジタルデータＤAをメモリから読み出す場合、書き込み時と等しいクロック周波数ｆcで１サンプルずつ順に読み出せば、期間ＴAに、正弦波信号ＳAの１サイクルを得ることができる。
【００４９】
また、デジタルデータＤAをメモリから読み出す場合、図８Ｂに示すように、書き込み時と等しいクロック周波数ｆcで、２番地につき１番地の割り合いで間引いて読み出すとともに、その読み出しを２回繰り返すときには、期間ＴAに、正弦波信号ＳAの２倍の周波数の正弦波信号ＳBを２サイクル得ることができる。つまり、期間ＴAに、正弦波信号ＳAの２倍の周波数の倍音成分ＳBを得ることができる。
【００５０】
さらに、デジタルデータＤAをメモリから読み出す場合、図８Ｃに示すように、書き込み時と等しいクロック周波数ｆcで、４番地につき１番地の割り合いで間引いて読み出すとともに、その読み出しを４回繰り返すときには、期間ＴAに、正弦波信号ＳAの４倍の周波数の正弦波信号ＳCを４サイクル得ることができる。つまり、期間ＴAに、正弦波信号ＳAの４倍の周波数の倍音成分ＳCを得ることができる。
【００５１】
したがって、ピッチシフト回路２２（および４２）は、例えば図９に示すように構成することができる。すなわち、図９において、符号２２Ｍは例えばリングバッファにより構成されて実質的に十分な大きさのアドレス（容量）を有するメモリ回路を示す。また、低域成分Ｓ21が例えば図１０Ａに示すような波形であり、これをＡ／Ｄ変換した信号がデジタルデータＤ21であり、そのサンプリング周波数（クロック周波数）はｆcであるとする。
【００５２】
さらに、このデジタルデータＤ21（低域成分Ｓ21）の極性が、例えば負から正に反転する時点を、時点ｔxとする。また、ある時点ｔxからその次の時点ｔxまでの期間、すなわち、低域成分Ｓ21の１サイクル期間を、期間Ｔxとする。
【００５３】
そして、図９において、デジタルデータＤ21が入力端子２２Ａを通じてメモリ回路２２Ｍに供給され、図１０Ａに示すように、デジタルデータＤ21は、その１サンプル分ごとにメモリ回路２２Ｍの各アドレスに順に書き込まれていく。したがって、図１０の期間Ｔxが図８の期間ＴAに対応し、図１０Ａは図８Ａに対応する。
【００５４】
また、この書き込みと同時に、メモリ２２からこれに書き込まれたデジタルデータＤ21が読み出される。図１０では、簡単のため、書き込み側の期間Ｔxと、読み出し側の期間Ｔxとが同時であるとしている。
【００５５】
このメモリ２２からの読み出しは、図８Ｂと同様に実行されるものであり、すなわち、書き込み時と等しいクロック周波数ｆcで、２番地につき１番地の割り合いで間引いて読み出すものである。また、期間Ｔxに、その読み出しを２回繰り返すものである。したがって、この読み出したデジタルデータＤ22をＤ／Ａ変換すれば、もとの低域成分Ｓ21の２倍の周波数の倍音成分Ｓ22を得ることができる。
【００５６】
さらに、低域成分Ｓ41についても、同様にＡ／Ｄ変換してメモリに書き込み、図８Ｃと同様に読み出せば、すなわち、書き込み時と等しいクロック周波数ｆcで、４番地につき１番地の割り合いで間引いて読み出すとともに、期間Ｔxにその読み出しを４回繰り返せば、その読み出したデジタルデータをＤ／Ａ変換したとき、もとの低域成分Ｓ41の４倍の周波数の倍音成分Ｓ42を得ることができる。
【００５７】
〔４〕  まとめ
上述の装置によれば、低域成分の周波数がスピーカ５の共振周波数ｆ0より低い場合でも、ピッチシフト回路２２、４２によりスピーカ５の共振周波数ｆ0よりも高い周波数の倍音成分Ｓ22、Ｓ42を形成し、これを中高域成分Ｓ2に付加してスピーカ５に供給するようにしているので、スピーカ５の口径が小さくても低音感を得ることができる。
【００５８】
また、低域成分を逓倍するとき、その逓倍結果の倍音成分が、スピーカ５の共振周波数ｆ0と、上限周波数ｆ1との間の帯域に収まるように、２逓倍あるいは４逓倍としているので、低音感に違和感を生じることがない。
【００５９】
さらに、図７Ｂにも示すように、もとの低域成分Ｓ11もある程度オーディオ信号Ｓ6に残すようにしているので、低音感を自然なものとすることができる。そして、このとき、低域成分Ｓ11のうちでも、小口径のスピーカ５にとって有害な重低域成分は、低域カットフィルタ６により除去されるので、正常な低音は出力されないのに、歪みが大量に出力されるというようなことがない。
【００６０】
また、例えば３倍の周波数の倍音成分は、もとの基音成分に対してオクターブの関係にないので、違和感を与えてしまうが、２倍あるいは４倍の周波数の倍音成分は、もとの基本波成分に対して１オクターブあるいは２オクターブ高い周波数の関係にあり、再生音に違和感を与えることがない。
【００６１】
〔５〕  その他
上述において、入力オーディオ信号Ｓ1から出力オーディオ信号Ｓ6を得るまでの信号系は、実際には、ＤＳＰや専用のハードウェアを使用してデジタル処理により実現するので、例えば、バンドパスフィルタ２１とピッチシフト回路２２とでメモリを共用したり、バンドパスフィルタ２１とバンドパスフィルタ４１とでメモリを共用したりすることができる。例えば、１サイクル分のデジタルデータを、バンドパスフィルタ２１により処理し、その処理結果をピッチシフト回路２２に供給するとき、バッファメモリを共用することができる。
【００６２】
また、上述においては、ピッチシフト回路２２が、図１０に示すように、入力された低域成分Ｄ21（Ｓ21）の１サイクルを単位（区切り）として２逓倍しているが、一定の期間を単位として２逓倍することもでき、その場合には、ある期間の波形の最後の部分と、次の期間の波形の最初の部分とが滑らかにつながるように処理することができる。
【００６３】
さらに、ＣＤやＳＡＣＤなどでは、かなり低い周波数の低域成分が記録されている場合もあるので、これらの低域成分からも低音感を得る場合には、２倍および４倍の倍音成分に加えて、８倍、16倍、32倍などの倍音成分、すなわち、周波数が上限周波数ｆ1を越えない倍音成分であって、低音感を得たい低域成分のＮ倍（Ｎ＝２ｎ。ｎ＝１〜６程度の整数）の倍音成分を付加することができる。
【００６４】
〔略語の一覧〕
Ａ／Ｄ  ：Analog to Digital
ＣＤ    ：Compact Disc
Ｄ／Ａ  ：Digital to Analog
ＤＳＰ  ：Digital Signal Processor
ＳＡＣＤ：Super Audio CD
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明の一形態を示す系統図である。
【図２】この発明を説明するための周波数特性図である。
【図３】この発明を説明するための周波数特性図である。
【図４】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図５】この発明を説明するための周波数特性図である。
【図６】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図７】この発明を説明するための周波数特性図である。
【図８】この発明を説明するための波形図である。
【図９】この発明に使用できる回路の一形態を示す系統図である。
【図１０】図９を説明するための波形図である。
【図１１】この発明を説明するための系統図である。
【図１２】図１１の回路を説明するための周波数特性図である。
【図１３】図１１の回路を説明するための周波数特性図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…入力端子、２…ハイパスフィルタ、５…スピーカ、１１、２１および４１…バンドパスフィルタ、１３、２３および４３…アッテネータ回路、２２および４２…ピッチシフト回路
【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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