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音調補償付き拡張立体音響回路 - トムソン ライセンシング ソシエテ アノニム
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発明の名称 音調補償付き拡張立体音響回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−333696(P2003−333696A)
公開日 平成15年11月21日(2003.11.21)
出願番号 特願2003−135123(P2003−135123)
出願日 平成15年5月13日(2003.5.13)
代理人 【識別番号】100077481
【弁理士】
【氏名又は名称】谷 義一 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5D062
【Fターム(参考)】
5D062 AA12 
発明者 アラン アンダーソン フーバー
要約 課題
立体音響拡張回路を提供すること。

解決手段
立体音響の空間拡張を備えた立体音響処理システムであって、それにより間隔を隔てた1対の拡声器が、音響的に実際の隔たり以上に間隔を隔てて出現する。空間拡張回路には音調補償が含まれている。
特許請求の範囲
【請求項1】 L信号チャネルおよびR信号チャネルのための立体音響拡張回路であって、それぞれ第1および第2の増幅器を有するL信号チャネルおよびR信号チャネルであって、前記増幅器の各々は、それぞれ非反転入力端子、反転入力端子、および出力端子を有し、前記各増幅器の前記各入力端子の一方がそれぞれの入力信号を受信する、L信号チャネルおよびR信号チャネルの各々と、前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信しないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路と、信号を前記入力端子のもう一方の間で結合して、前記各出力端子に心理音響拡張効果を提供する回路手段と、入力信号を受信する前記入力端子と前記各出力端子に結合された出力信号ノードとの間に結合された周波数依存回路による、L拡張信号およびR拡張信号の音調補償とを備えることを特徴とする立体音響拡張回路。
【請求項2】 前記L信号およびR信号の前記音調補償は低音部および/または高音部の周波数レンジ内にあることを特徴とする請求項1に記載の立体音響拡張回路。
【請求項3】 前記L信号およびR信号は中間レンジの周波数信号に対して音調補償されることを特徴とする請求項1に記載の立体音響拡張回路。
【請求項4】 前記周波数補償手段は抵抗素子および容量素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の立体音響拡張回路。
【請求項5】 前記抵抗素子および容量素子は低域通過フィルタおよび高域通過フィルタのうちの少なくとも1つを構成することを特徴とする請求項4に記載の立体音響拡張回路。
【請求項6】 前記音調補償は前記チャネル間の交差結合を備えることを特徴とする請求項1に記載の立体音響拡張回路。
【請求項7】 チャネル間の前記交差結合はL+R信号ノードの形成を含むことを特徴とする請求項6に記載の立体音響拡張回路。
【請求項8】 前記拡張出力信号の各々に前記ノードの信号が付加されることを特徴とする請求項7に記載の立体音響拡張回路。
【請求項9】 前記拡張出力信号に対する前記ノードの前記L+R信号の付加は抵抗ドライバによって達成されることを特徴とする請求項8に記載の立体音響拡張回路。
【請求項10】 L信号チャネルおよびR信号チャネルのための立体音響拡張回路であって、それぞれ第1および第2の増幅器を有するL信号チャネルおよびR信号チャネルであって、前記増幅器の各々は、それぞれ非反転入力端子および反転入力端子、および出力端子を有し、前記各増幅器の前記各入力端子の一方がそれぞれの入力信号を受信する、L信号チャネルおよびR信号チャネルの各々と、前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信しないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路と、信号を前記入力端子のもう一方の間で結合して、前記各出力端子に心理音響拡張効果を提供する回路手段と、入力信号を受信する前記入力端子と前記各出力端子に結合された出力信号ノードとの間に結合された周波数依存回路による、L拡張信号およびR拡張信号の音調補償であって、前記音調補償は、前記チャネル間の交差結合を備え、チャネル間の前記交差結合は、L+R信号ノードの形成を含み、前記拡張出力信号の各々に前記L+R信号ノードの信号が付加される音調補償とを備えることを特徴とする立体音響拡張回路。
【請求項11】 L信号チャネルおよびR信号チャネルのための立体音響拡張回路であって、それぞれ第1および第2の増幅器を有するL信号チャネルおよびR信号チャネルであって、前記増幅器の各々は、それぞれ非反転入力端子および反転入力端子、および出力端子を有し、各増幅器の前記各入力端子の一方がそれぞれの入力信号を受信する、L信号チャネルおよびR信号チャネルの各々と、前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信しないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路と、信号を前記入力端子のもう一方の間で結合して、前記各出力端子に心理音響拡張効果を提供する回路手段と、信号を受信する前記入力端子と前記各出力端子に結合された出力信号ノードとの間に結合された周波数依存回路による、L拡張信号およびR拡張信号の音調補償であって、前記周波数補償回路は、抵抗素子および容量素子を具え、前記抵抗素子および容量素子は、低域通過フィルタおよび高域通過フィルタのうちの少なくとも1つを構成する音調補償とを備えることを特徴とする立体音響拡張回路。
【請求項12】 それぞれ増幅器を有する少なくとも1対の信号チャネルであって、各チャネルは増幅器を有し、各増幅器は、それぞれ非反転入力端子および反転入力端子、および出力端子を有し、各増幅器の前記各入力端子の一方がそれぞれの入力信号を受信する少なくとも1対の信号チャネルと、前記各出力端子と前記各入力端子の、入力信号を受信しないもう一方の入力端子との間に結合された帰還経路と、信号を受信する少なくとも2つの入力端子間、および前記各出力端子に結合された少なくとも2つの出力信号ノードの各々の間に、周波数依存回路を結合するための手段とを備えることを特徴とする回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体音響信号を含んだテレビ番組信号を受信するためのテレビジョン受信機に関し、より詳細には、複数の拡声器が実際の物理的分離以上に空間的に分離しているように音響的に聴取音が感じるような、音調補償された心理音響立体音響拡張効果の生成に関する。
【0002】
【従来の技術】音響再生装置およびテレビジョン受信機における空間立体拡張については良く知られており、永年に渡って利用されている。このようなシステムでは、左右のチャネル信号は、間隔を隔てた拡声器からの左右のチャネル信号が、拡声器の実際の物理的分離以上に距離を隔てて聴取者に出現するような方法で処理され、心理音響拡張と呼ばれている。いくつかの空間立体拡張の実施例が示されている(例えば、特許文献1、2および3参照)。このような空間拡張系では、広々とした空間環境が左右のチャネルの間に導入されるよう、もう一方のチャネルからの反転信号の一部が、当該チャネルの信号に付加されている。この特徴は、音響知覚立体イメージを1対の立体音響拡声器の実際の位置より幅を広げて出現させる場合に有利な特性を有している。この特徴は、拡声器と拡声器の間の間隔が、通常、約26〜80cm程度しか離れていないテレビジョン受信機あるいは小型ラジオの場合に特に有利である。
【0003】最も有効な立体拡張スキームでは、中間レンジの周波数の半波長が人間の両耳の間の間隔とほぼ同じ長さであるため、差信号の中間レンジの周波数をブーストしている。聴取者の左側または右側から発せられる音は、その音が適切な(中間レンジの)周波数の音である場合、両耳の間で位相が相殺される。これは、音をその発生位置から受け取るための主要な方向決定糸口の1つである。
【0004】
【特許文献1】米国特許第5,208,493号明細書【0005】
【特許文献2】米国特許第4,831,652号明細書【0006】
【特許文献3】米国特許第4,495,637号明細書【0007】
【発明が解決しようとする課題】拡張立体系は、基本的には同じことを実行し、例えばL立体チャネルとR立体チャネルの差(L−R)を、それらの和信号(L+R)に相関して増幅しているが、このような拡張により、一般的に和信号である音声が「追い出され」、明瞭性に欠ける会話になっている。また、拡張系は、差信号の中間周波数帯域を、低可聴周波数および高可聴周波数に相関して増幅しており、そのために中間レンジの音色が音に付加されている。
【0008】
【課題を解決するための手段】L信号チャネルおよびR信号チャネルのための立体音響拡張回路であって、L信号チャネルおよびR信号チャネルの各々は、それぞれ非反転および反転入力端子および出力端子を有する第1および第2の増幅器を備えている。信号は、各非反転入力端子に結合され、また、各出力端子と各反転入力端子の間に第1の帰還経路が結合されている。フィルタが反転入力端子を1つに結合し、心理音響拡張効果を提供している。入力端子と出力端子の間に結合された受動周波数補償回路が、拡張信号に対する音調補償を提供している。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、従来技術による例示的立体拡張回路を示したもので、立体拡張回路10は、2つの演算増幅器(オペアンプ)11および12を備えている。左(L)チャネル信号は、入力ライン14によってオペアンプ11の正(非反転)入力端子13に印加され、右(R)チャネル信号は、入力ライン16によってオペアンプ12の負(非反転)入力端子15に印加されている。出力ライン17および20の右チャネル出力信号および左チャネル出力信号は、それぞれ抵抗22および24によって、それぞれ反転入力部26および28に帰還されている。反転入力部26および28の信号の一部は、フィルタ30を介して互いに交差結合されている。
【0010】交差結合信号は、各チャネルの出力を他のチャネルの出力に影響を及ぼしている。詳細には、交差結合により、オペアンプ11の左出力ライン17上の出力信号がL+X(L−R)信号になり、一方、オペアンプ12の右出力ライン20上の出力信号がR+X(R−L)信号になる。交差結合係数「X」は、フィルタ30の特性によって決まる値である。この回路の利得は周波数によって決まり、その範囲は、0.5と2.0の間であることがしばしばである。
【0011】フィルタ30は、コンデンサ32および抵抗34を備えている。コンデンサ32および抵抗34の値は、所望する交差結合の量および交差結合の交差周波数によって決まる。結合係数Xが大きくなると、拡声器の見掛け上の分離が増加する。抵抗34の値が大きくなると、それぞれ反転入力部26および28に結合されている帰還素子に流れ込む信号電流が小さくなるため、交差結合が小さくなる。コンデンサ32は、抵抗34と共に交差結合の交差周波数を決定している。通常、コンデンサ32の値は、低周波数では結合が小さく、信号周波数が約150Hzまたは200Hzに増加すると交差結合が開始され、約1KHzないし3KHzで全結合が達成されるように選択されている。
【0012】帰還抵抗22および24にそれぞれ並列に接続されている帰還コンデンサ36および38は、増幅器11および12の各々の周波数応答をロールオフさせ、それによりフィルタ30を介したチャネル間の5KHz以上の交差結合を小さくしている。各例示的チャネルの上側周波数ブレークポイントは、Fu=1/(2π(コンデンサ36/38)(抵抗22/24))であり、下側周波数ブレークポイントは、Fl=1/(2π(コンデンサ32)(抵抗34))である。これらのブレークポイントの効果により、中間周波数音調ブーストが提供されている。
【0013】図2に使用されている数表示は、図1に関連して上で考察した部材の数表示と同じであり、簡潔性を期すため、既に考察した部材については、図2では省略する。
【0014】信号入力リード線14、16の各々は、例えばユニティフィードバック(unity feedback)のオペアンプなどの低インピーダンス信号源(図示せず)に、信号源のインピーダンスが基本的にゼロオームになるように結合されている。抵抗42およびコンデンサ44からなる並列RC回路網40は、左入力リード線16に接続され、同様に、抵抗48およびコンデンサ50からなる並列RC回路網46は、右信号入力リード線14に接続されている。回路網40および46は、入力信号の加算ジャンクションすなわちL+Rを形成しているノード52に接続されている。コンデンサ56および抵抗58からなる直列RC回路網54は、ノード52を接地に接続している。L拡張信号出力端子17およびR拡張信号出力端子20は、それぞれ抵抗60および62に結合されている。抵抗60および62は、それぞれ拡張信号出力ノード64および66に結合され、拡張信号出力ノード64および66は、それぞれ抵抗68および70を介して加算ノード52に結合されている。
【0015】回路網40および46は高域通過フィルタであり、その遷移周波数すなわちコンデンサのインピーダンスと抵抗のレジスタンスが等しくなる信号周波数は、3,600Hzである。回路網54は低域通過フィルタであり、その遷移周波数は340Hzである。したがってノード52における和信号L+Rは、中間レンジの信号周波数に対してブーストされた低音部、およびブーストされた高音部を有している。オペアンプ11および12は、それぞれ抵抗22および24によって提供される帰還量が多いため、その出力インピーダンスが極めて小さく、そのために次にこの音調補償信号が、それぞれ抵抗ドライバ70、62および68、60によって、ノード66およびノード64の左右の両出力信号に付加される。この方法によれば、高音部および低音部がブーストされた音調補償和信号が、既に中間レンジがブーストされている立体拡張信号に付加され、それにより、さもなければサラウンド音響システム、例えばDolby(商標)5.1の中央拡声器に導かれることになる会話または他の中央発信信号の明瞭性がさらに向上する。
【0016】結合回路をベースとする場合、様々な抵抗およびコンデンサが互いに相互作用することに言及しておく。系の低周波数ブレークポイントが約115Hzの場合、系の低周波数ブレークポイントは、主としてコンデンサ56および抵抗42、48および58の並列結合によって決まり、コンデンサ44および50の効果は二次的なものである。高周波数ブレークポイントが約5KHzの場合、系の高周波数ブレークポイントは、主として、抵抗58に直列に結合された抵抗42および48にそれぞれ並列に接続されたコンデンサ44および50の並列結合によって決まり、コンデンサ56の効果は二次的なものである。
【0017】例示的実施形態では、各構成素子の値はそれぞれ、抵抗22、24、42および48が20K、抵抗60および62が30K、抵抗68および70が47K、抵抗34および58が10K、コンデンサ44および50が2.2nf(ナノファラド)、コンデンサ56が100nf、コンデンサ36および38が4.7nf、およびコンデンサ32が100nfである。コンデンサ72および74は結合コンデンサであり、その値は1μf(マイクロファラド)である。
【0018】この音調補償は、空間的に拡張する2つのチャネルに関して考察されているが、この音調補償は、例えばサラウンド音響再生装置などの3チャネル以上の系に適用することも可能である。サラウンド音響再生装置では、例えば(L−R)、(R−L)信号などの差音が後部拡声器に供給される。この音調補償は、後部拡声器信号が空間的に拡張するかどうかに無関係に、あるいは後部拡声器信号の中間レンジが空間的に拡張するかどうかに無関係に適用することができる。




 

 


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