(57)【要約】      （修正有）【課題】反射音は演奏会場が大きいほど高い周波数成分が失われていることを考慮した残響音とメインスピーカーＬとＲの音の和によって演奏会場の音場が再現する残響音を作る方法を提供する。【解決手段】ステレオ信号の左の音声信号Ｌと、右の音声信号Ｒの差の成分Ｌ−Ｒ、Ｒ−Ｌを、１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタで高域を減衰して残響音の信号を近似的に生成した出力信号（左）、出力信号（右）をリア側又はフロント側に配置し再生する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ信号の左の音声信号（Ｌ）と右の音声信号（Ｒ）の差の成分Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）を１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタで高域を減衰して残響音の信号を近似的に生成し、それをアンプを通してスピーカーから再生することにより残響音を作る方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、残響時間Ｔ（秒）の演奏会場の残響音の信号を生成する場合、１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタの遮断周波数を決定するに際し、遮断周波数と同じ周波数の音が空気吸収で３ｄＢ減衰するのに要する時間ＴｃがＴｃ≒０．２５Ｔ（秒）となるように、したがって、音速を３４０（ｍ／秒）とした場合、遮断周波数と同じ周波数の音が空気吸収で３ｄＢ減衰するのに要する距離が３４０Ｔｃ（ｍ）となるように、音の空気吸収のデータ（例えば、ＪＩＳ  Ｚ  ８３７８）から逆算して遮断周波数を決定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ステレオ信号の左の音声信号（Ｌ）と右の音声信号（Ｒ）の差の成分から１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタを使って残響音の信号を近似的に生成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  多くのサラウンド方式があるが、音の空気吸収については考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  実願２０１５−２１５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ステレオ信号の左の音声信号（Ｌ）と右の音声信号（Ｒ）の差の成分Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）は通常反射音と考えられている。同時に、この差成分Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）には直接音が多く含まれている。しかし、音は周波数の高い成分ほど、また距離が大きいほど空気によって吸収されるので、反射音は演奏会場が大きいほど高い周波数成分が失われている。それで、Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）の高域成分を演奏会場の大きさに合わせて適度に減衰させてやる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  音は周波数の２乗に比例して空気吸収されると一般に考えられている。それで、周波数の２乗に比例して減衰する１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタで高域を減衰させてやるなら、いっそう残響音に近くなると考えられる。また、ローパスフィルタの遮断周波数を可変にすることにより、演奏会場の大きさに合わせた高域の減衰を実現できる。図１は、ステレオ信号の左の音声信号（Ｌ）と右の音声信号（Ｒ）の差の成分Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）を１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタで高域を減衰して残響音の信号を近似的に生成する本発明を表したものである。【０００６】  試聴を繰り返した結果、残響時間Ｔ（秒）の演奏会場の残響音の信号の生成に最適な遮断周波数は、その周波数の音が空気吸収で３ｄＢ減衰するのに要する時間ＴｃがＴｃ≒０．２５Ｔ（秒）となるようにして求めることができる。この時、遮断周波数と同じ周波数の音が空気吸収で３ｄＢ減衰するのに要する距離は音速を３４０（ｍ／秒）とすると３４０Ｔｃ（ｍ）となるが、図２のような音の空気吸収のデータ（例えば、ＪＩＳ  Ｚ  ８３７８）から逆算して遮断周波数を決定することができる。図３は、残響時間Ｔ（秒）が１．２（秒）、２．０（秒）、３．６（秒）の場合に、この方法で遮断周波数を求めたものである。
【発明の効果】
【０００７】  本発明は次のような効果を奏する。
（１）ステレオ信号のＬとＲの差成分Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）を、１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタを使って高域を減衰させてやることにより、いっそう残響音に近づけることができる。【０００８】（２）Ｔｃ≒０．２５Ｔ（秒）の時間は、音場の成長過程で定常状態の約９７％に達するのに要する時間であり、近似的に分散音場が生成されると考えられる。（音場のエネルギー密度の成長の割合は、時間ｔ、残響時間Ｔを用いて、１−ｅｘｐ（−１３．８ｔ／Ｔ）と表せるが、ｔ＝０．２５Ｔを代入して０．９７を得ることができる。）【０００９】（３）本発明を用いたシステムによって生成される残響音とメインスピーカーＬとＲの音の和によって演奏会場の音場が再現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ステレオ信号の左の音声信号（Ｌ）と右の音声信号（Ｒ）の差の成分Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）の生成と１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタを用いた、本発明を表した図である。
【図２】「屋外の音の伝搬における空気吸収の計算（ＪＩＳ  Ｚ  ８３７８）」から計算した、温度２０度、湿度５０％の場合の空気吸収のデータである。ただし、括弧内は温度２５度、湿度６０％の場合である。
【図３】演奏会場の大きさ及び残響時間Ｔ（秒）と、それに対応する１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタの遮断周波数を示す表である。
【図４】ヘッドフォンアンプとトランス、及びローパスフィルタを用いた、本発明を実施する回路の一例である。
【図５】実施例１のローパスフィルタのＬ（ｍＨ）とＣ（μＦ）の値と、それに対応する遮断周波数及び演奏会場の大きさと残響時間Ｔ（秒）を示す表である。
【図６】実施例１の遮断周波数約３ｋＨｚのときのローパスフィルタの周波数特性と、温度２０度、湿度５０％の時に音が約１７０ｍ進んだ時（約０．５秒後）の空気吸収の周波数特性を比較した図である。
【図７】本発明を用いたスピーカーの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】  図４は、本発明を簡単に実現するための一例で、トランスを用いてステレオ信号のＬとＲから差の成分Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）を生成する回路と、コイルとコンデンサを使った１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタを組み合わせて、ステレオ信号のＬとＲから近似的に残響音の信号を生成する回路である。トランスには一次インピーダンス１２００Ω、二次インピーダンス８Ωの出力トランス（ＳＡＮＳＵＩＳＴ−３２）を用い、その性能を引き出すためにヘッドフォンアンプの出力を用いている。この実施例では、Ｌ（ｍＨ）とＣ（μＦ）の値は３段階に切り替えることができる。図５には、この実施例で用いたＬ（ｍＨ）とＣ（μＦ）の値の３段階の値とその時の遮断周波数が示されているが、それぞれ大中小の演奏会場の大きさ（残響時間Ｔ）に対応している。また、ローパスフィルタの抵抗値は設計を簡単にするためにクオリティファクタＱ≒０．７（バターワースフィルタ）になるように設定したが、図６が示しているように空気吸収の特性を十分に近似している。図７は、この実施例で用いたスピーカーの構成であるが、Ｌ−Ｒ（Ｒ−Ｌ）のスピーカーは、リア側又はフロント側だけを鳴らしても効果がある。
【符号の説明】
【００１３】Ｌ          ステレオ信号の左の音声信号。
Ｒ          ステレオ信号の右の音声信号。
Ｔ（秒）    演奏会場の残響時間。
Ｔｃ（秒）  遮断周波数と同じ周波数の音が空気吸収で３ｄＢ減衰するのに要する時間。
Ｌ（ｍＨ）  ローパスフィルタのコイルのインダクタンス。
Ｃ（μＦ）  ローパスフィルタのコンデンサのキャパシタンス。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月6日(2015.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタを通して残響時間Ｔ（秒）の演奏会場の残響音の信号を生成する場合、１２ｄＢ／ｏｃｔのローパスフィルタの遮断周波数を決定するに際し、遮断周波数と同じ周波数の音が空気吸収で３ｄＢ減衰するのに要する時間ＴｃがＴｃ≒０．２５Ｔ（秒）となるように、したがって、音速を３４０（ｍ／秒）とした場合、遮断周波数と同じ周波数の音が空気吸収で３ｄＢ減衰するのに要する距離が３４０Ｔｃ（ｍ）となるように、音の空気吸収のデータ（例えば、ＪＩＳ  Ｚ  ８３７８）から逆算して遮断周波数を決定する方法。