Système collecteur de signaux acoustiques
pour la prise de son stéréophonique
L'invention concerne un sysême collecteur de signaux acoustiques pour la prise de son stéréophonique à deux ou plusieurs canaux, constitué d'un solide servant d'obstacle et/ou
de réflecteur à l'égard des ondes sonores incidentes, auquel est fixé un dispositif microphonique comprenant plusieurs transducteurs dont les signaux alimentent, avec ou
sans matriçage préalable, les différents canaux d'un système de transmission, d'enregistrement ou de reproduction sonore stéréophonique ou multiphonique quelconque.
En prise de son, lorsqu'on utilise un système collecteur unique ou principal pour créer une "image stéréophonique", on se sert généralement d'une paire de microphones semblables, chacun alimentant distinctement une voie; l'utilisation de microphones à pression produit
une qualité sonore reconnuecomme supérieure à celle des microphones à gradient de pression, mais pose des problèmes quant à la géométrie de l'image sonore perçue à
l'écoute stéréophonique.
Pour y remédier, on connaît déjà plusieurs dispositifs correspondant au préambule de la revendication 1 : ce sont notamment les "têtes artificielles", dont l'avantage n'est évident que
<EMI ID=1.1>
firme américaine Crown), inspiré du précédent, mais qui souffre d'un manque de stabilité du spectre sonore reproduit en fonction de l'angle d'incidence; dans le cas d'une
<EMI ID=2.1>
quatre microphones au sommet d'un tétraèdre ; dans tous ces procédés, le nombre de microphones est identique au nombre de canaux de reproduction, chaque microphone étant assigné distinctement à un seul canal de la chaîne de transmission ou d'enregistrement, et l'image stéréophonique produite est entièrement déterminée par le positionnement et les paramètres physiques du complexe "solide-microphones".
On connaît aussi divers systèmes correspondant au préambule de la revendication 2, qui offrent d'intéressantes possibilités créatrices grâce à la variabilité de l'image stéréophonique obtenue, et notemment :
-le système Mid-Side (ou MS), où l'élément "M" assure un centre d'image stable et précis tandis que le dosage de l'élément "S" permet à l'utilisateur de régler simultanément la largeur et l'extra-largeur de:la base d'écoute ; l'utilisation d'un élément "M" à pression supprime toutefois la faculté de prédominance du champ acoustique frontal ; par ailleurs
lors de la réduction monophonique du signal, seule subsiste la composante "M", et tout l'apport de son latéral (direct ou ambiant), jugé esthétiquement nécessaire en stéréophonie, disparaît complètement ;
-le microphone "Soundfield' (développé par la firme anglaise Calrec) dont le matriçage <EMI ID=3.1>
quatre capsules directionneLes (donc à gradient de pression) .
Tous deux sont des systèmes à capsules coïncidentes qui négligent l'influence des différences de temps au niveau de la perception spatiale.
Il existe aussi des systèmes collecteurs à trois ou cinq microphones plus largement espacés, mais la corrélation quasi nulle entre les signaux recueillis ne permet pas l'obtention d'une rampe sonore continue.
La présente invention a pour but de réunir un maximum de qualités sonores et spatiales, sans les défauts ou inconvénients des systèmes existants: elle résout le problème consistant à créer un système collecteur de signaux acoustiques pour l'enregistrement sonore capable de produire, au moyen de microphones à pression, une image stéréophonique dépourvue de coloration spectrale, spatialement cohérente, et ajustable en largeur ainsi qu'en extra-largeur.
Les avantages obtenus grâce à cette invention résident notamment dans la haute qualité de restitution du champ acoustique environnant: le spectre perçu est peu affecté par l'angle d'incidence des ondes sonores captées ; à l'instar des microphones à zone de pression, la réflexion des ondes sur le solide procure une hausse sensible de la pression acoustique à sa surface, améliorant ainsi le rapport signal sur bruit des microphones utilisés ; étant donné l'écart entre les capsules, les petites différences de temps qui en résultent apportent une bonne sensation de relief à l'image stéréophonique, tout en lui maintenant une bonne définition grâce au fait que les signaux recueillis gardent entre eux une corrélation suffisante.
En stéréophonie bicanale classique, une des applications particulières de l'invention comprend un dispositif de trois microphones à pression, bafflés à la surface d'un cylindre, équidistants entre eux et situés dans un plan qui coupe le cylindre en deux parties perpendiculairement à sa génératrice, et dont un, orienté par l'utilisateur frontalement en direction du centre de la scène sonore originale, assure précision et stabilité du centre de l'image stéréophonique perçue ; un matriçage adéquat, dont certains paramètres sont réglables, permet à l'utilisateur d'ajuster à son gré la largeur de la base d'écoute, et séparément, de doser l'apport en extra-largeur.
La compatibilité monophonique du système reste assurée, car la perte de signal produite par la sommation de composantes de polarité inverse ne concerne qu'une petite fraction
des signaux captés par les microphones non frontaux. Sa faible sensibilité au vent comparativement aux couples mierophoniques à gradient de pression le rend utilisable dans de nombreuses situations de prise de son de parole, ambiance ou musique, tant en extérieur qu'à l'intérieur.
Lors d'un enregistrement à finalité "Dolby-Stereo", les trois microphones peuvent alimenter distinctement les pistes gauche, centre et droite pour le son "IN", ou gauche, droite et surround pour le son ambiant ou la musique, le matriçage inhérent à ce procédé étant opéré à un stade ultérieur de la production.
L'invention est exposée ci-après plus en détails à l'aide d'une figure qui illustre
seulement une forme possible d'une partie du solide, un mode particulier
d'implantation des capsules microphoniques à sa surface, ainsi qu'une manière possible d'effectuer le matriçage stéréophonique avec, à titre indicatif, un exemple des valeurs
des niveaux relatifs des signaux mis en oeuvre.
La figure 1 schématise le principe d'un système collecteur de signaux acoustiques pour l'enregistrement sonore en stéréophonie à deux ou plusieurs canaux, constitué d'une coque cylindrique 1, vue dans un plan qui coupe perpendiculairement la génératrice en son centre. Trois trous équidistants 5 à 7 pratiqués dans la coque au niveau de ce plan, permettent d'installer trois transducteurs à pression 2 à 4 en faisant affleurer leurs membranes dans le quasi-prolongement de la surface extérieure 8 du cylindre. Le mode de fixation des capsules à la coque étant quelconque, n'est pas représenté. Le diamètre intérieur des trous 5 à 7 correspond au diamètre extérieur des capsules 2 à 4 destinées à s'y insérer. Les distances entre capsules sont du même ordre de grandeur que celles connues dans l'état de la technique pour des couples microphoniques non coïncidents.
Le dispositif est muni d'organes auxiliaires quelconques, non représentés, permettant de le suspendre en maintenant son orientation, ou de le fixer sur un pied. Le signal stéréophonique est obtenu par un matriçage 9 des trois signaux microphoniques, dont les paramètres variables sont réglables par l'utilisateur, qui peut ainsi maîtriser les caractéristiques spatiales du champ stéréophonique 10 résultant.
Revendications
1. Système collecteur de signaux acoustiques pour la prise de son stéréophonique, constitué essentiellement de capsules microphoniques semblables non coïncidentes, et d'un solide qui leur est adjoint pour servir d'obstacle et/ou de réflecteur par rapport aux ondes sonores incidentes, caractérisé en ce que trois capsules microphoniques (2,3,4) sont fixées au dit solide de manière telle que leurs membranes affleurent à sa surface extérieure (8) dans le quasi-prolongement de celle-ci, en ce que la partie du solide (1) qui reçoit les capsules microphoniques (2,3,4) a une forme extérieure cylindrique, ou à symétrie axiale générée par la rotation d'une ligne droite ou légèrement convexe, et en ce que les capsules microphoniques (2,3,4) sont aux sommets d'un triangle équilatéral ou
<EMI ID=4.1>
perpendiculaire ou oblique par rapport à la génératrice ou à l'axe de la partie du solide où ils sont implantées.
2. Dispositif électroacoustique collecteur de signaux stéréophoniques comprenant des microphones dont les signaux de sortie subissent, à un stade quelconque de la chaîne électroacoustique, un matriçage (9) propre à agir sur la spatialisation du champ stéréophonique reproduit (10), caractérisé en ce qu'un solide (1) est adjoint au dispositif, et en ce que trois capsules microphoniques (2,3,4) sont implantées à sa surface (8), de
Acoustic signal collector system
for taking stereo sound
The invention relates to an acoustic signal collector system for picking up two or more channel stereophonic sound, consisting of a solid serving as an obstacle and / or
reflector with respect to the incident sound waves, to which is fixed a microphonic device comprising several transducers whose signals feed, with or
without prior matrixing, the various channels of any stereophonic or multiphonic sound transmission, recording or reproduction system.
In sound recording, when a single or main collecting system is used to create a "stereophonic image", one generally uses a pair of similar microphones, each one supplying a channel distinctly; the use of product pressure microphones
sound quality recognized as superior to that of pressure gradient microphones, but poses problems as to the geometry of the sound image perceived at
stereophonic listening.
To remedy this, several devices corresponding to the preamble of claim 1 are already known: these are in particular "artificial heads", the advantage of which is obvious only
<EMI ID = 1.1>
American firm Crown), inspired by the previous one, but which suffers from a lack of stability of the sound spectrum reproduced as a function of the angle of incidence; in the case of a
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four microphones at the top of a tetrahedron; in all these methods, the number of microphones is identical to the number of reproduction channels, each microphone being assigned distinctly to a single channel of the transmission or recording chain, and the stereophonic image produced is entirely determined by the positioning and the physical parameters of the "solid-microphones" complex.
Various systems corresponding to the preamble of claim 2 are also known, which offer interesting creative possibilities thanks to the variability of the stereophonic image obtained, and in particular:
-the Mid-Side system (or MS), where the element "M" ensures a stable and precise image center while the dosage of the element "S" allows the user to simultaneously adjust the width and l 'extra-width of: the listening base; the use of an element "M" with pressure however removes the faculty of predominance of the frontal acoustic field; otherwise
during the monophonic reduction of the signal, only the "M" component remains, and all the contribution of its lateral sound (direct or ambient), considered aesthetically necessary in stereophony, disappears completely;
-the "Soundfield" microphone (developed by the English firm Calrec) whose matrixing <EMI ID = 3.1>
four directional capsules (therefore with pressure gradient).
Both are coincidental capsule systems that overlook the influence of time differences in spatial perception.
There are also collecting systems with three or five microphones more widely spaced, but the almost zero correlation between the collected signals does not allow obtaining a continuous sound ramp.
The present invention aims to bring together a maximum of sound and spatial qualities, without the defects or disadvantages of existing systems: it solves the problem of creating an acoustic signal collector system for sound recording capable of producing, by means of pressure microphones, a stereophonic image devoid of spectral coloring, spatially coherent, and adjustable in width as well as in extra-width.
The advantages obtained thanks to this invention reside in particular in the high quality of reproduction of the surrounding acoustic field: the perceived spectrum is little affected by the angle of incidence of the captured sound waves; like pressure zone microphones, the reflection of waves on the solid provides a significant increase in the acoustic pressure at its surface, thus improving the signal to noise ratio of the microphones used; given the difference between the capsules, the small differences in time which result bring a good feeling of relief to the stereophonic image, while maintaining a good definition thanks to the fact that the collected signals keep sufficient correlation between them.
In classic two-channel stereophony, one of the particular applications of the invention comprises a device of three pressure microphones, baffled on the surface of a cylinder, equidistant from each other and situated in a plane which cuts the cylinder in two parts perpendicular to its generatrix , and one of which, oriented by the user frontally towards the center of the original sound scene, ensures precision and stability of the center of the perceived stereophonic image; an adequate matrixing, of which certain parameters are adjustable, allows the user to adjust the width of the listening base as desired, and separately, to dose the input in extra-width.
The monophonic compatibility of the system remains ensured, since the loss of signal produced by the summation of components of reverse polarity only concerns a small fraction
signals picked up by non-front microphones. Its low sensitivity to wind compared to mierophonic couples with pressure gradient makes it usable in many situations of sound recording of speech, atmosphere or music, both outside and inside.
When recording for "Dolby-Stereo", the three microphones can separately feed the left, center and right tracks for "IN" sound, or left, right and surround for ambient sound or music, the inherent matrixing to this process being operated at a later stage of production.
The invention is set out below in more detail with the aid of a figure which illustrates
only a possible form of a part of the solid, a particular mode
implantation of the microphone capsules on its surface, as well as a possible way of carrying out the stereophonic matrixing with, for information only, an example of the values
relative levels of the signals used.
Figure 1 shows schematically the principle of an acoustic signal collector system for sound recording in stereophony with two or more channels, consisting of a cylindrical shell 1, seen in a plane which cuts perpendicularly the generator in its center. Three equidistant holes 5 to 7 made in the shell at the level of this plane, make it possible to install three pressure transducers 2 to 4 by making their membranes flush with the quasi-extension of the outer surface 8 of the cylinder. The method of fixing the capsules to the shell being arbitrary, is not shown. The inside diameter of the holes 5 to 7 corresponds to the outside diameter of the capsules 2 to 4 intended to be inserted therein. The distances between capsules are of the same order of magnitude as those known in the state of the art for non-coincident microphone pairs.
The device is provided with any auxiliary members, not shown, making it possible to suspend it while maintaining its orientation, or to fix it on a stand. The stereophonic signal is obtained by a matrixing 9 of the three microphonic signals, whose variable parameters are adjustable by the user, who can thus control the spatial characteristics of the resulting stereophonic field 10.
Claims
1. A system for collecting acoustic signals for taking stereophonic sound, essentially consisting of similar non-coincident microphone capsules, and a solid which is added to them to serve as an obstacle and / or reflector with respect to the incident sound waves, characterized in that three microphonic capsules (2,3,4) are fixed to the said solid in such a way that their membranes are flush with its external surface (8) in the quasi-extension of the latter, in that the part of the solid ( 1) which receives the microphone capsules (2,3,4) has a cylindrical external shape, or with axial symmetry generated by the rotation of a straight line or slightly convex, and in that the microphone capsules (2,3,4 ) are at the vertices of an equilateral triangle or
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perpendicular or oblique to the generator or to the axis of the part of the solid where they are located.
2. Electroacoustic device for collecting stereophonic signals comprising microphones, the output signals of which, at any stage of the electroacoustic chain, undergo a matrixing (9) capable of acting on the spatialization of the reproduced stereophonic field (10), characterized in that a solid (1) is added to the device, and in that three microphone capsules (2,3,4) are implanted on its surface (8),