(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音信号とこの音信号の位置および／または音量を表す制御情報とを供給する手段と、
上記制御情報に応じて上記音信号に対しレベルおよび／または伝達関数を制御するスピーカ用の伝達関数演算手段と、
上記制御情報に応じて上記音信号に対しレベルおよび／または伝達関数を制御するヘッドホン用の伝達関数演算手段とを備え、
上記スピーカ用の伝達関数演算手段の出力をスピーカに供給し、
上記ヘッドホン用の伝達関数演算手段の出力をヘッドホンに供給するようにした
音響付加装置。
【請求項２】
操作者が操作する制御装置を有し、上記操作者が上記制御装置を操作することにより、内容、映像、音声等が変化していくようになされたビデオゲーム機より、音信号と上記制御装置からの制御信号に応じて変化させられたこの音信号の制御情報とを供給する
請求項１記載の音響付加装置。
【請求項３】
上記ビデオゲーム機は、上記音信号を出力する機能拡張端子を備え、
この機能拡張端子と接続して上記音信号を上記ヘッドホンに供給する接続手段を備える
請求項２記載の音響付加装置。
【請求項４】
複数の音源についてそれぞれ上記音信号及び上記制御情報を供給する手段を備え、
各々の上記音源についての上記スピーカ用の伝達関数演算手段の出力を加算して上記スピーカに供給し、
各々の上記音源についての上記ヘッドホン用の伝達関数演算手段の出力を加算して上記ヘッドホンに供給する
請求項１記載の音響付加装置。
【請求項５】
上記音信号に、上記ヘッドホンにのみ供給する音声信号が付加されており、
上記付加された音声信号を、上記ヘッドホン用の伝達関数演算手段を介して上記ヘッドホンに供給する
請求項１記載の音響付加装置。
【請求項６】
上記制御装置に備わる振動発生器を駆動する信号が上記ビデオゲーム機から供給されたことに応じて、上記ヘッドホンに上記音信号として供給する２チャンネルの音声信号のレベル差または位相を相対的に変化させる手段を備えた
請求項２記載の音響付加装置。
【請求項７】
音信号とこの音信号の位置および／または音量を表す制御情報とを供給し、
上記制御情報に応じて上記音信号に対しスピーカ用にレベルおよび／または伝達関数を制御し、
上記制御情報に応じて上記音信号に対しヘッドホン用にレベルおよび／または伝達関数を制御し、
このスピーカ用に制御された音信号をスピーカに供給し、
このヘッドホン用に制御された音信号をヘッドホンに供給するステップからなる
音響付加方法。
【請求項８】
操作者の操作にしたがって上記音信号の制御情報を変更し、
音信号とこの変更された制御情報とを供給するようにした
請求項７記載の音響付加方法。
【請求項９】
２チャンネルの音声信号を聴取者の前方に配置されたスピーカより再生するとともに、
上記音声信号の各チャンネルごとのレベルおよび／または相関度を演算し、
上記演算の結果、両方のチャンネルの信号ともレベルが低ければ上記音声信号のレベルを低くし、両方のチャンネルの信号ともレベルが高ければ上記音声信号のレベルを高くする処理、または、上記演算の結果相関度が低い場合は両方のチャンネルの信号の同相成分を互いにキャンセルする処理を行い、
この処理した信号を聴取者が装着するヘッドホンにより再生するステップからなる
音響付加方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は音響付加装置及び音響付加方法に関し、特に音響効果を向上するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マイクロコンピュータより成るメイン中央制御装置（ＣＰＵ）を含む処理装置と、操作者が操作する制御装置と、映像出力端子と、音声出力端子とを有し、この操作者がこの制御装置を操作することにより、内容、映像、音声等が変化していくようになされたビデオゲーム機においては、処理機能の高速化、映像や音声の臨場感を増すための処理、仮想現実を現実に近づけるためのさまざまな処理ができるようになった。
【０００３】
音声の処理においても、音量処理のみならず、残響音の付加等さまざまな手法によって、臨場感、現実感を増すための処理がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来のゲーム機においては音声を出力する再生装置は、このゲーム機より音声信号を供給されるテレビジョン受像機に設けられたスピーカであったり、ステレオ装置のスピーカであったりするが、このゲーム機からの音声出力はステレオ左右チャンネルのみであり、立体音響例えば操作者（聴取者）の耳元でささやくような音声（例えばゲームのアドバイスや効果音）や、操作者の後ろから聞こえてくる音声（頭部近接音）は得ることができず、より効果的にゲームが行うことができない不都合があった。
【０００５】
本発明は、斯る点に鑑み、操作者の頭部近接音や、耳元でささやくような音声を得ることができるようにし、従来以上の臨場感や現実感を再生音声によって作り出してより効果的にゲームを行うことができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明音響付加装置は、
音信号とこの音信号の位置および／または音量を表す制御情報とを供給する手段と、
この制御情報に応じて音信号に対してそのレベルおよび／または伝達関数を制御するスピーカ用の伝達関数演算手段と、
この制御情報に応じて音信号に対してそのレベルおよび／または伝達関数を制御するヘッドホン用の伝達関数演算手段とを備え、
このスピーカ用の伝達関数演算手段の出力をスピーカに供給し、
このヘッドホン用の伝達関数演算手段の出力をヘッドホンに供給するようにしたものである。
【０００７】
また、操作者が制御装置を操作することにより、内容、映像、音声等が変化していくようになされたビデオゲーム機より、音信号とこの制御装置からの制御信号に応じて変化させられたこの音信号の制御情報とを供給し、この制御情報に応じてスピーカ用信号及びヘッドホン用信号を生成するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明音響付加装置及び音響付加方法の実施の形態の例につき説明しよう。
【０００９】
この実施の形態の例においては、音声出力供給源は、いわゆる家庭用のビデオゲーム機（テレビゲーム機）として説明する。図１において、１はゲーム機本体を示し、このゲーム機本体１は、ディスク、メモリ等に記憶された所望のゲームソフトを有すると共にこのゲーム機本体１内にマイクロコンピュータより成るメインＣＰＵを含む処理装置２を有する。
【００１０】
このゲーム機本体１の処理装置２に操作者が操作する制御装置（コントローラ）３が接続される如く成されている。この制御装置３が操作者が操作することによりゲームを進めて行くことができる。
【００１１】
ゲーム機によっては、この制御装置３に備えられた振動発生器（図示しない）に、ゲームの進行に合わせて処理装置２より駆動信号を供給して、体感上の効果を提供するようにしたものもある。
【００１２】
ゲームを進める際に、このゲーム機本体１内の処理装置２は、この操作者の制御装置３の操作、ゲームの進行に合わせ、映像信号Ｓ１及び音声信号Ｓ２を映像出力端子４及び音声出力端子５に夫々出力する如くなされている。ゲーム機によっては、この映像出力端子４及び音声出力端子５は“ＡＶ出力端子”などとして見掛け上１つの端子にまとめられているものもある。
【００１３】
このゲーム機本体１の映像出力端子４及び音声出力端子５は夫々テレビジョン受像機６の映像入力端子及び音声入力端子に接続され、このテレビジョン受像機６によりゲームの映像及び音声が得られる如くなされ操作者は、このテレビジョン受像機６の映像、音声によってゲームを進めて行く如くなされている。
【００１４】
もちろん、前述のように、この音声出力端子５からの音声信号Ｓ２を、テレビジョン受像機６に内蔵されるスピーカではなく、別途用意されるステレオ装置などに供給し、そのステレオ装置に接続されるスピーカ装置より再生するようにしてもよい。
【００１５】
またゲーム機本体１には一般に機能拡張端子７が設けられている。この機能拡張端子７の目的の１つとしては、別途用意される他のゲーム機との接続によって対戦形のゲームを行ったり、モデム等の機能を有した機器と接続して、電話回線、インターネット等と接続し、外部との通信を行うために設けられている。例えば、他のゲーム機と通信しながらゲームを進めるために、操作者が操作するゲーム中の対象物（オブジェクト）の位置や属性などをこの機能拡張端子７を通じて通信相手のゲーム機に送信するようにしている。同様に、他のゲーム機との間で音声通信を可能とするため、この機能拡張端子７より音声信号Ｓ２を出力するようにしてもよい。
【００１６】
本例においては、この機能拡張端子７に音声出力機能を有する音声出力アダプタ８を接続するようにすると共にこの音声出力アダプタ８よりの音声信号Ｓ３を操作者が装着するようになされたヘッドホン９に供給し、再生する如くする。
【００１７】
この音声出力アダプタ８としては、例えばデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ−Ａ変換器あるいはこのデジタル信号を信号処理する信号処理回路とその信号をアナログ信号に変換するＤ−Ａ変換器とが設けられたものである。
【００１８】
このゲーム機本体１より音声出力端子５に供給するテレビジョン受像機６のスピーカ用の音声信号Ｓ２は以下のようにして得られる。図２の機能ブロックに示す如く、ゲームソフトの音源１Ｓはその音信号１１とこれに関係づけられた音源１Ｓの位置情報（方向、距離）や音量情報を含めた制御情報１４とにより構成されている。
【００１９】
この音信号１１は減衰器１２を介してスピーカ用の伝達関数演算器１３に供給されると共に、制御情報１４は制御器１５に供給され、この制御器１５の出力側に得られる制御信号によりこの減衰器１２の減衰量及び伝達関数演算器１３の演算を制御し、この伝達関数演算器１３の出力信号をスピーカ用信号Ｓ２として音声出力端子５に供給する如くしている。
【００２０】
制御装置３は制御器１５に接続され、操作者が制御装置３を操作することにより音源１の制御情報１４は相対的に変更されて制御器１５より制御信号として得られる。したがって、制御装置３が操作されなければ制御情報１４にしたがって減衰器１２と伝達関数演算器１３が制御され、制御装置３が操作されるとそれに応じて変更された制御信号にしたがって減衰器１２と伝達関数演算器１３が制御され、スピーカ用の音声信号Ｓ２が生成される。
【００２１】
本例においては、図２に示す如くこのゲームソフトの音源１Ｓよりの音信号１１を減衰器１６を介してヘッドホン用の伝達関数演算器１７に供給すると共に制御装置３の操作により変化される音源の方向、距離を含めた制御情報１４により制御された制御器１５の制御信号により、この減衰器１６の減衰量及びヘッドホン用の伝達関数演算器１７の制御信号により、この減衰器１６の減衰量及びヘッドホン用の伝達関数演算器１７の演算を制御し、この伝達関数演算器１７の出力信号を機能拡張端子７にヘッドホン用信号として供給する如くする。
【００２２】
この場合、ゲームソフトに音源が複数個あるときは、音源の数だけ上述処理を行い、それぞれ図２に示す如きミキサー１８で加算してスピーカ用信号を得るようにする。これに対応して、音声出力アダプタ８においても、ミキサー１９で加算してヘッドホン用信号を得るようにしている。また上述処理は時分割処理により行う如くする。
【００２３】
また、本例により使用されるヘッドホン９は、例えばオープンエアタイプのヘッドホンのように、テレビジョン受像機やステレオ装置のスピーカからの音も聞こえ、更に聴取者の後方に音源があるかのように感じられる音も再現しやすい構造とするを可とする。もちろん、操作者の頭部に装着されるヘッドホンに限らず、例えば、操作者の肩部に載置された小型のスピーカでもよく、同様の効果が得られる。
【００２４】
本例によりゲームを行うときは、図３に示す如く操作者がヘッドホン９を装着して行う。この本例によれば、機能拡張端子７に音声出力機能を有する音声出力アダプタ８を接続し、この音声出力アダプタ８よりの音声信号Ｓ３をヘッドホン９に供給するようにしたので、操作者はテレビジョン受像機６のスピーカよりの通常のステレオ左右チャンネルの音に加えてヘッドホン９よりの頭部近接音や、耳元でささやくような音声を得ることができ、ゲームの音響効果が向上し、より効果的にゲームを行うことができる。
【００２５】
一般に、ヘッドホンに対し、モノラル信号や通常のステレオ音楽ソースを供給して聴取すると、頭の中で聞こえるような音像定位（いわゆる、頭内定位）となる。また、信号をヘッドホンの一方のチャンネルにのみ供給すると、耳元で鳴っているように感じられる。本例では、このようなヘッドホン特有の効果を利用して、ゲームの音響効果を向上させている。
【００２６】
加えて、音源が耳元で鳴っているように感じさせる場合には、低音域の成分を強調してヘッドホンに供給するようにしてもよい。
【００２７】
更に本例によればテレビジョン受像機６のスピーカから出力される音声とヘッドホン９から出力される音声との空間での合成により、今まで以上の臨場感を持った音声の再現、創作ができる。
【００２８】
スピーカから出力される音声をヘッドホン９から出力される音声より相対的に大きくすれば、前方のスピーカ近くに音像が定位し、逆にヘッドホン９から出力される音声を相対的に大きくすれば操作者の耳元あるいは頭部近傍に音源があるように感じられる。ゲーム中のオブジェクトの移動に合わせてこの音量差を調整すれば、オブジェクトが前方より操作者に向かって徐々に近づいてくるといった音響的な表現が可能になる。
【００２９】
あるいは、スピーカから音声を再生し、その音波が聴取者に到達するまでの時間遅延をヘッドホン再生信号Ｓ３に与えるようにすると、再生音像はスピーカ近くに定位させることができる。したがって、この時間遅延量を増減させることにより、音像定位位置を聴取者に近づけたり離したりできる。
【００３０】
また、ゲームソフトに、このヘッドホン９に供給する特別な音声信号を付加するようにし、この特別な音声信号をこの機能拡張端子７及び音声出力機能を有する音声出力アダプタ８を介して、このヘッドホン９に供給するようにしても良い。このときはゲームの用途、場面によって使い分けることができ例えばゲームのアドバイスを耳元でささやくような音声を得ることができ従来得られない音声効果を創造することができる。
【００３１】
同様に、前述のような制御装置３に備わる振動発生器に駆動信号を供給できる場合には、この駆動信号あるいは制御信号をこの機能拡張端子７より音声出力アダプタ８に供給するようにして、ゲーム機よりこれらの信号が発せられたときには、２チャンネルの音声信号の相対的なレベル差を所定の周期で変化させたり、相対的に位相を変化させたりして、ヘッドホンによる再生音像定位を揺らせるような音響効果を与えるようにしてもよい。
【００３２】
また、更に図４に示す如く、操作者が装着するヘッドホン９の他に、リアスピーカ１０ａ，１０ｂを設けるようにし、この機能拡張端子７に接続された音声出力アダプタ８にこのリアスピーカ用の音声信号を得るようにし、このリアスピーカ用の音声信号をこのリアスピーカ１０ａ，１０ｂに供給するようにしても良い。
【００３３】
この、図４に示す如く上述例に更にリアスピーカ１０ａ，１０ｂを設けるようにしたときは、上述の音響効果に更に従来のステレオシステムを拡張したサラウンドシステムとすることができ、更に音響効果を向上することができる。
【００３４】
上述例の家庭用テレビゲーム機だけでなく、例えば、通常のステレオ音楽ソースを提供するオーディオ装置やＡＶ装置のように２チャンネル以上の音声信号のみを与えられた場合にも、聴取者はこの音声信号の再生音を前方のスピーカより聴取すると共に、本例の音声出力アダプタ８によって信号処理された信号をヘッドホンにより聴取するようにしてもよい。この場合、上述例のような音源の位置情報は提供されないので、供給された音声信号から音源の位置や音像の広がり具合を推定して、信号処理を加えてヘッドホンに供給する。
【００３５】
例えば、供給された２チャンネルのステレオ信号のレベルや相関度を検出あるいは演算する。両方のチャンネルの信号ともレベルが低ければ、音源位置は聴取者より遠いと推定してヘッドホンの再生レベルを低くし、逆に両チャンネルともレベルが高ければ音源位置が近いと推定してヘッドホン再生レベルを高くする。
【００３６】
あるいは、ステレオ信号の相関度を演算した結果、相関度が低い場合は音像が広がっていると推定され、両チャンネルの同相成分を互いにキャンセルしてヘッドホンに供給することにより、より広がった音像が得られる。
【００３７】
逆に、両チャンネルの同相成分は元来スピーカの中央に定位するよう意図されたものであるから、これを取り出してヘッドホンに供給して、その音像がより聴取者に近づいた位置に設定できるようにしてもよい。
【００３８】
なお、上述例の音声出力アダプタ８は音声信号を機能拡張端子７を介して得るようにしていたが、ゲーム機本体１の音声出力端子５から出力されるスピーカ用の音声信号Ｓ２を分岐して、一方はそのままスピーカに供給し、他方を音声出力アダプタ８に供給して信号処理に供するようにしてもよい。
【００３９】
本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。また、上述の各々の信号処理はハードウェアとして実現してもよいし、マイクロコンピュータやＤＳＰなどによりソフトウェアとして実現することもできることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、これらの音信号と制御情報を出力する機能拡張端子を備えるゲーム機に対し、この機能拡張端子に音声出力機能を有する音声出力アダプタを接続し、この音声出力アダプタよりの音声信号をヘッドホンに供給するようにしたので、操作者は前方に配置されたスピーカによる通常のステレオ左右チャンネルの音に加えて、頭部近接音や、耳元でささやくような音声を得ることができ、従来以上の臨場感や特殊効果的な再生音が得られてゲームの音響効果が向上し、より効果的にゲームを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明音響付加装置の実施の形態の例を示す構成図である。
【図２】  図１の要部の例を示す機能ブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態の例の説明に供する線図である。
【図４】  本発明の実施の形態の他の例の説明に供する線図である。
【符号の説明】
１‥‥ゲーム機本体
２‥‥処理装置
３‥‥制御装置
４‥‥映像出力端子
５‥‥音声出力端子
６‥‥テレビジョン受像機
７‥‥機能拡張端子
８‥‥音声出力アダプタ
９‥‥ヘッドホン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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