(57)【要約】【課題】音色のバランスが良く、定位性に優れたオーディオ装置を提供する。【解決手段】音源１０からのオーディオ信号が入力されてこの音源の音を出力するメイン・スピーカＳＰＡと、音源１０からのオーディオ信号を信号処理して音源の音に対する所要の効果音を発生するための効果音オーディオ信号を生成する効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…と、この効果音オーディオ信号が入力されて音源の音に対する所要の効果音を出力する効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…とを備えている。【選択図】      図４
2004151208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源からのオーディオ信号が入力されてこの音源の音を出力する主スピーカと、
音源からのオーディオ信号を信号処理して音源の音に対する所要の効果音を発生するための効果音オーディオ信号を生成する信号処理回路と、
この信号処理回路によって生成された効果音オーディオ信号が入力されて音源の音に対する所要の効果音を出力する少なくとも一個の効果音用スピーカと、
を備えていることを特徴とするオーディオ装置。
【請求項２】
前記信号処理回路が、周波数イコライザおよび遅延回路，減衰器を備えている請求項１に記載のオーディオ装置。
【請求項３】
前記信号処理回路が、残響付加回路をさらに備えている請求項２に記載のオーディオ装置。
【請求項４】
前記信号処理回路により音源からのオーディオ信号に対して、聴取者が主スピーカから出力される音源の音および効果音用スピーカから出力される効果音を聴取する位置に効果音用スピーカから出力される効果音が到達する時間が、主スピーカから出力される音源の音が到達する時間よりも所要の設定時間だけ遅くなるように遅延処理が行われる請求項１に記載のオーディオ装置。
【請求項５】
前記信号処理回路により音源からのオーディオ信号に対して、聴取者が主スピーカから出力される音源の音および効果音用スピーカから出力される効果音を聴取する位置における効果音用スピーカから出力される効果音の立ち上がりから所要の設定時間の間の音圧レベルが、主スピーカから出力される音源の音の立ち上がりから前記所要の設定時間の間の音圧レベルよりも所要の設定値だけ小さくなるように減衰処理が行われる請求項１に記載のオーディオ装置。
【請求項６】
前記オーディオ装置が、主スピーカおよび効果音用スピーカが自動車の車室内を再生空間とする車載用オーディオ装置である請求項１に記載のオーディオ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、音響効果発生機能を有するオーディオ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ装置には、従来から、音楽再生の際に、ＣＤなどの音楽ソースからコンサート・ホールにおける残響音などの疑似音を生成して、家庭などの室内に、コンサート・ホールなどと同様な音場を形成しようとする音響効果発生機能を備えているものがある（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
図１は、このような音響効果発生機能を有するオーディオ装置の従来の構成を概略的に示すブロック図（アンプリファイアの図示は省略されている）である。この従来のオーディオ装置は、ＣＤやレコードなどの音源１から読み出された音源音信号ａと、オーディオ信号処理回路２によって音源音信号ａに含まれている残響成分を抽出して信号処理することにより生成した疑似響（残響成分生成音）信号ｂとをミキシングして、スピーカＳＰに出力する構成になっている。
【０００４】
そして、スピーカＳＰから音源音とともに疑似響が出力されることによって、再生空間ＳＦに、残響音などによるコンサート・ホールに近似した音場が形成されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−４４７５９号公報
【特許文献２】
実公平７−１５２８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のオーディオ装置の構成では、音源音と擬似響が同一の再生空間ＳＦ内に出力されるので、再生空間ＳＦのいわゆる癖が擬似響にも影響して、再生空間ＳＦでの間接音成分中の各微小部分において音源音と擬似響との関連が繰り返されてしまうことになる。
【０００７】
本来、コンサート・ホールなどにおける響と直接音との間の相関性は低いものであるが、従来のオーディオ装置は、再生空間の特性による影響を大きく受けて音源音と擬似響との相関性が高くなるため、響が響きらしく感じられ難くなるという問題点を有している。
【０００８】
そして、上記のような従来のオーディオ装置を、例えば自動車の車室内などの挟空間に設置して音響再生を行った場合には、音色のバランスや定位性，音場感の音響に対する全ての要求を満足することが出来ないという問題点を有している。
【０００９】
図２の（ａ）は、この従来のオーディオ装置のスピーカを、自動車の車室内のＡピラーに取り付けた場合のインパルスレスポンスを示しており、（ｂ）は、このインパルスレスポンスをその立ち上がりから７０ｍｓの間で分析した音圧周波数特性を示している。
【００１０】
この図２の（ａ）において、インパルスレスポンスには時間経過とともに音の反射の縮退によるレベルの高い波形が現れており、（ｂ）において、帯域の中程から右方にかけてピークディップが現れており、このような特性から、従来のオーディオ装置によっては、滑らかな音が得られないという問題点を有していることが分かる。
【００１１】
また、図３の（ａ）は、従来のオーディオ装置のスピーカを、自動車の車室内のコンソール下部に取り付けた場合のインパルスレスポンスを示しており、（ｂ）は、このインパルスレスポンスをその立ち上がりから７０ｍｓの間で分析した音圧周波数特性を示している。
【００１２】
この図３の（ａ）において、インパルスレスポンスには図２（ａ）において見られたようなスパイク状の波形は少なく、（ｂ）においても特性のうねりが少ないが、（ａ）におけるインパルスレスポンスの立ち上がり部の波形、すなわち、直接音の波形がその後の波形より弱くなっているために、従来のオーディオ装置によっては、音像定位が不明確になってステレオ感に欠けるという問題点を有していることが分かる。
【００１３】
この発明は、上記のような従来のオーディオ装置が有している問題点を解決するために為されたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るオーディオ装置は、上記目的を達成するために、音源からのオーディオ信号が入力されてこの音源の音を出力する主スピーカと、音源からのオーディオ信号を信号処理して音源の音に対する所要の効果音を発生するための効果音オーディオ信号を生成する信号処理回路と、この信号処理回路によって生成された効果音オーディオ信号が入力されて音源の音に対する所要の効果音を出力する少なくとも一個の効果音用スピーカとを備えていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の最も好適と思われる実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明を行う。
【００１６】
図４は、この発明によるオーディオ装置の実施形態における一例を示すブロック図である。
【００１７】
この図４のオーディオ装置は、主として音源音の再生を行うメイン・スピーカ（主スピーカ）ＳＰＡと、後述するような効果音の再生を行う任意の数の効果音スピーカ（効果音用スピーカ）ＳＰＢ，ＳＰＣ…と、音源１０から読み出されたオーディオ信号を増幅するアンプリファイア１１と、メイン・スピーカＳＰＡに対応して設けられてアンプリファイア１１によって増幅されたオーディオ信号に対して音源音再生のための信号処理を行うメイン・オーディオ信号処理回路１２Ａと、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…毎に設けられてアンプリファイア１１によって増幅されたオーディオ信号に対してそれぞれの効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…に対応した信号処理を行う効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…とを備えている。
【００１８】
この各信号処理回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…は、図５に示されるように、それぞれ、インパルスレスポンス（図２（ａ），図３（ａ）参照）における再生空間の反射特性や周波数特性（図２（ｂ），図３（ｂ）参照）におけるピークディップ特性の補正などを行う周波数イコライザＣ１と、各スピーカ毎に再生する音波の位相の調整を行う遅延回路Ｃ２と、減衰器Ｃ３とから構成されている。
【００１９】
そして、各信号処理回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…には、それぞれ図示しない高域再生用ツイータのためのハイパスフィルタと低域再生用ウーファのためのローパスフィルタが備えられている。
【００２０】
また、各信号処理回路１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ…には、図５の構成に加えて、図６に示されるように、残響付加回路Ｃ４を備えるようにしても良い。
【００２１】
このオーディオ装置は、ＣＤなどの音源１０から読み出されたオーディオ信号がアンプリファイア１１によって増幅された後、メイン・オーディオ信号処理回路１２Ａに入力され、このメイン・オーディオ信号処理回路１２Ａにおいて、音源を忠実に再生するための所要の信号処理が施される。
【００２２】
そして、このメイン・オーディオ信号処理回路１２Ａによって信号処理されたオーディオ信号がメイン・スピーカＳＰＡに入力され、このメイン・スピーカＳＰＡから音源音が、このメイン・スピーカＳＰＡの再生空間ＳＦＡ内に出力される。
【００２３】
一方、音源１０から読み出されてアンプリファイア１１によって増幅されたオーディオ信号は、効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…にも入力される。
【００２４】
そして、この効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…において、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…のそれぞれについて、オーディオ信号に対し、効果音生成のための後述するような信号処理が行われ、この信号処理されたオーディオ信号がそれぞれの効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…に入力されて、この効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…からそれぞれの再生空間ＳＦＢ，ＳＦＣ…内に出力される。
【００２５】
すなわち、効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…の遅延回路Ｃ２（図５または６参照）によって、あらかじめ設定されている聴取位置（聴取者が再生音を聴取する位置）において、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…からの効果音の到達時間が、メイン・スピーカＳＰＡからの音源音の到達時間に対して所定の時間だけ遅延するように、オーディオ信号に対して遅延処理が行われる。
【００２６】
さらに、効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…の減衰器Ｃ３（図５または６参照）によって、聴取位置において、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…から到達する効果音の立ち上がり時間から所定の時間内における時間波形が、メイン・スピーカＳＰＡから到達する音源音の立ち上がり時間から所定の時間内における時間波形に対して設定された値（ｄＢ）以下になるように、オーディオ信号に対して減衰処理が行われる。
【００２７】
図７（ａ）は、上記したメイン・オーディオ信号処理回路１２Ａによって信号処理されたオーディオ信号によって音源音を再生するメイン・スピーカＳＰＡからのインパルスレスポンスの一例を示すグラフであり、図７（ｂ）は、効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…によって信号処理されたオーディオ信号によって効果音を再生する効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…からのインパルスレスポンスの一例を示すグラフである。
【００２８】
この図７（ａ）と（ｂ）とを比較すると、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…からの効果音が、メイン・スピーカＳＰＡからの音源音の到達時間からｔ１（図示の例では、２ｍｓ）だけ遅れて聴取位置に到達する。
【００２９】
また、聴取位置におけるメイン・スピーカＳＰＡからの音源音の立ち上がりから所定の時間ｔ２（図示の例では、０．４ｍｓ）内の時間波形ｄ１（ｄＢ）と、聴取位置における効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…からの効果音の立ち上がりから所定の時間ｔ２（図示の例では、０．４ｍｓ）内の時間波形ｄ２（ｄＢ）との差（ｄ１−ｄ２）が、所定の値（例えば１０ｄＢ）以上になっている。
【００３０】
以上のように、上記オーディオ装置は、音源音を出力するメイン・スピーカＳＰＡと効果音を出力する効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…とを備えていて、メイン・オーディオ信号処理回路１２Ａによって信号処理された音源音が、メイン・スピーカＳＰＡからその再生空間ＳＦＡ（図４参照）内に向けて出力され、効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…によって信号処理されたオーディオ信号による効果音が、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…からそれぞれの再生空間ＳＦＢ，ＳＦＣ…内に向けて出力されるので、音源音と効果音（疑似響）が同一の再生空間に出力されていた従来のオーディオ装置と比べて、音源音と効果音との間の相関性が低くなり、これによって、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…から出力される効果音によって、聴取者が、コンサート・ホールなどにおける響に近似した音響を聴取することが出来るようになる。
【００３１】
そして、このオーディオ装置は、音源音に対する効果音の遅延時間ｔ１と減衰率（図７参照）が任意の値に設定されることによって、再生される音響の高い定位性を得ることが出来るようになる。
【００３２】
例えば、このオーディオ装置が、車載用オーディオ装置として用いられる場合、聴取位置が運転席や助手席というように聴取位置が定まっており、さらに車室の形状も車種によってあらかじめ定まっているので、効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…における効果音の遅延時間ｔ１や減衰率を、運転席や助手席などの聴取位置および車室の容積，形状に合わせてあらかじめ設定しておくことにより、ドライバなどの聴取者は、バランスの良い音色の音響を聴取することが出来るようになる。
【００３３】
図８（ａ）と（ｂ）は、上記オーディオ装置を自動車の車室内に設置して、メイン・スピーカＳＰＡと効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…を、自動車室内のＡピラーに取り付けられたスピーカとコンソール下部に取り付けられたスピーカとして用いた場合のインパルスレスポンスと音圧周波数特性をそれぞれ示すグラフである。
【００３４】
この図８（ａ）と（ｂ）から、上記オーディオ装置を車載用オーディオ装置として使用する場合には、インパルスレスポンスにおける音源音のレベルも高く音圧周波数特性もスムースな特性になっていることが分かる。
【００３５】
上記オーディオ装置において、メイン・スピーカＳＰＡと効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…には、効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…にメイン・スピーカＳＰＡとは異なる再生空間を持たせるために、互いに指向性が異なるスピーカを用いるのが好ましい。
【００３６】
また、上記のオーディオ装置において、メイン・オーディオ信号処理回路１２Ａおよび効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…が図６の構成を備えていることにより、残響付加回路Ｃ４によるオーディオ信号への残響付加処理によって、さらにコンサートホールなどに近い音響再生を行うことが出来るようになる。
【００３７】
なお、上記の説明において、効果音スピーカをＳＰＢ，ＳＰＣ…というように複数個用いるように説明を行ったが、効果音スピーカはＳＰＢを一個用いるようにしても良い。
【００３８】
図９は、この発明によるオーディオ装置の実施形態における他の例を示すブロック図である。
【００３９】
図４の例のオーディオ装置が、音源から読み出された後アンプリファイアによって増幅されたオーディオ信号をメイン・オーディオ信号処理回路と効果音オーディオ信号処理回路に分配してそれぞれにおいて信号処理を行うようになっていたのに対し、この図９のオーディオ装置は、メイン・オーディオ信号処理回路１２Ａと効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…のそれぞれに専用のアンプリファイア１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…が接続されていて、音源１０から読み出されたオーディオ信号がメイン・オーディオ信号処理回路１２Ａと効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…に分配され、それぞれにおいて信号処理が行われたオーディオ信号が、各アンプリファイア１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…によって増幅されて、それぞれのメイン・スピーカＳＰＡと効果音スピーカＳＰＢ，ＳＰＣ…に入力されるようになっている。
【００４０】
この例のオーディオ装置も、前述したオーディオ装置と同様に、音色のバランスが良く、定位性に優れた音響の再生を行うことが出来る。
【００４１】
なお、この例におけるメイン・オーディオ信号処理回路１２Ａおよび効果音オーディオ信号処理回路１２Ｂ，１２Ｃ…は、前述したオーディオ装置と同様に、図５または６に示される構成を備えている。
【００４２】
上記の実施形態における各例のオーディオ装置は、音源からのオーディオ信号が入力されてこの音源の音を出力する主スピーカと、音源からのオーディオ信号を信号処理して音源の音に対する所要の効果音を発生するための効果音オーディオ信号を生成する信号処理回路と、この信号処理回路によって生成された効果音オーディオ信号が入力されて音源の音に対する所要の効果音を出力する少なくとも一個の効果音用スピーカとを備えているオーディオ装置をその上位概念の実施形態としているものである。
【００４３】
この実施形態におけるオーディオ装置は、ＣＤなどの音源から読み出されたオーディオ信号が音源音の再生のための所要の信号処理を経た後、主スピーカに入力されて、この主スピーカから音源音がこの主スピーカが有する再生空間内に出力される。
【００４４】
さらに、音源から読み出されたオーディオ信号は、信号処理回路にも入力されて、この信号処理回路において、主スピーカから出力される音源音に対して所要の音響効果を与える効果音を再生するためのオーディオ信号を生成する信号処理が行われる。
【００４５】
そして、この信号処理回路によって信号処理された効果音を再生するためのオーディオ信号が、少なくとも一個備えられている効果音用スピーカに入力されて、この効果音用スピーカから効果音がその再生空間内に出力される。
【００４６】
以上のように、上記オーディオ装置によれば、音源音を出力する主スピーカと効果音を出力する効果音用スピーカとを備えていて、音源音が主スピーカからこの主スピーカが有している再生空間内に向けて出力され、信号処理回路によって信号処理された効果音オーディオ信号から再生される効果音が、効果音用スピーカからこの効果音用スピーカが有している再生空間内に向けて出力されるので、音源音と効果音（疑似響）が同一の再生空間に出力されていた従来のオーディオ装置と比べて、音源音と効果音との間の相関性が低くなり、これによって、効果音用スピーカから出力される効果音によって、聴取者が、コンサート・ホールなどにおける響に近似した音響を聴取することが出来るようになる。
【００４７】
そして、このオーディオ装置によれば、再生される音響の高い定位性を得ることが出来るようになり、例えば、このオーディオ装置が、車載用オーディオ装置として用いられた場合に、ドライバなどの聴取者は、バランスの良い音色の音響を聴取することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のオーディオ装置を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は自動車のＡピラーに取り付けられた従来のオーディオ装置のスピーカからのインパルスレスポンスを示すグラフであり、（ｂ）は同スピーカの音圧周波数特性を示すグラフである。
【図３】（ａ）は自動車のコンソール下部に取り付けられた従来のオーディオ装置のスピーカからのインパルスレスポンスを示すグラフであり、（ｂ）は同スピーカの音圧周波数特性を示すグラフである。
【図４】この発明によるオーディオ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】同オーディオ装置の信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図６】同オーディオ装置の信号処理回路の構成の他の例を示すブロック図である。
【図７】（ａ）は同オーディオ装置のメイン・スピーカからのインパルスレスポンスを示すグラフであり、（ｂ）は同オーディオ装置の効果音スピーカからのインパルスレスポンスを示すグラフである。
【図８】（ａ）は同オーディオ装置が車載用オーディオ装置として用いられた場合のインパルスレスポンスを示すグラフであり、（ｂ）は同オーディオ装置の音圧周波数特性を示すグラフである。
【図９】この発明によるオーディオ装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０                    …音源
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ
…アンプリファイア
１２Ａ                  …メイン・オーディオ信号処理回路
１２Ｂ，１２Ｃ          …効果音オーディオ信号処理回路（信号処理回路）
Ｃ１                    …周波数イコライザ
Ｃ２                    …遅延回路
Ｃ３                    …減衰器
Ｃ４                    …残響付加回路
ＳＰＡ                  …メイン・スピーカ（主スピーカ）
ＳＰＢ，ＳＰＣ          …効果音スピーカ（効果音用スピーカ）
ＳＦＡ，ＳＦＢ，ＳＦＣ  …再生空間
【図１】
2004151208.tif 000003
【図２】
2004151208.tif 000004
【図３】
2004151208.tif 000005
【図４】
2004151208.tif 000006
【図５】
2004151208.tif 000007
【図６】
2004151208.tif 000008
【図７】
2004151208.tif 000009
【図８】
2004151208.tif 000010
【図９】
2004151208.tif 000011