JP2961327B2 - ステレオ音響再生方法および装置 - Google Patents

ステレオ音響再生方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 技術分野 本発明はステレオ音響の再生に関するものであり、特
にステレオ効果をして原音源の音響をより正確に表現さ
せ、並びに聴取者がその中で真のステレオ音響を体験で
きる領域を拡大する、改良された方法及び装置に向けら
れている。
背景技術 本発明、並びに本発明と周知のシステムとの相違点を
より良く理解できるように、周知の各種音響再生技術を
先ず簡単に以下のとおり説明する： バイノーラル音−この再生技術に於て、昔は人の頭部
の耳の位置をシミュレーションするように位置決めされ
た二つのマイクロホンにより録音され、これにより複数
の信号が得られる。バイノーラル効果を保つために、音
響再生中に、聴取者が録音用マイクロホンと同じ距離だ
け離間した一対のイヤホンを着用しなければならない。
イヤホンにより得られる音の振幅と位相は両方とも録音
用マイクロホンにより受け取られた音と一致する。この
技術は閉回路システムを必要とし且つ聴取者がイヤホン
を着用しなければならないという不利点がある。
モノーラル音−この音響再生技術も閉回路技術であ
り、この技術は一つの録音チャンネルしか使用しないこ
とを除いてはバイノーラル技術と同様である。この技術
は従来の電話方式により開示される。
モノフォニック音−モノーラル音の場合と同様に、こ
の技術には一つの音響チャンネルのみが設けられる。し
かしながら、このシステムは密閉系ではなく、再生装置
は一つ又はそれ以上のスピーカの形態であり、スピーカ
の各々は信号に対応する音響を単一のチャネルで放出す
るよう駆動される。
ステレオフォニックス音−この技術は二つ（又はそれ
以上）のチャンネルを使用し、二つ（又はそれ以上）の
離間した場所でマイクロホンにより直接受け取られた音
響に対応する。最適ステレオ録音配列は"ORTF"マイキン
グ（miking）、コインシデンス（coincidence）マイキ
ング、ニアー（near）コインシデンスマイキング、離間
（spaced）マイキング、"SASS"マイキング及び”アンビ
ホニック（AMBIPHONIC）”マイキングとして知られる。
これらの技術を用いて録音することにより、十分な差
異及び相補情報を保持しながら、我々の音の聞こえ方に
一層近い様式で録音された音を”捕られえる”ことがで
きる。
録音産業に於ける他の傾向は、マルチ（モノ）マイキ
ング及びマルチ（モノ）トラック録音工程として知られ
たものの場合、ツートラック録音ユニットを送るのに使
用されるミキサ上の”パノラマ・ポジショナ（panorami
c positionera）”を使用することにより、人為的に異
なる楽器の音及びサンプル音の”位置を発見する”こと
である。録音産業はこれをステレオ技術と呼んでいる
が、実際にはマルチトラック指向されたモノ録音として
区別されるべきである。
最適再生のために、信号はそれぞれの録音用マイクロ
ホンの検出アレーの場所に理想的に対応する離間した幾
何学的位置に配置された個別のスピーカーを駆動させ
る。この技術、並びにモノ音響技術に於て、録音及び再
生位置の両方の音響効果は使用者が聞く音に影響し、結
果として、たとえ理想的には同じになるべきだとしても
聞こえる音は録音された音源からの原音と同じものでは
ない。典型的には、録音がなされた環境で聞こえる音の
約90％は反射音である。
これらの反射に起因して、直接音楽波（約10％）によ
り楽器（例えば、フルート、バイオリン、打楽器）の音
の起源の位置判定が正確に得られ、一方で反射音（約90
％）によりホールの雰囲気、サウンドステージの奥行き
感覚及び豊かな音楽体験が得られる。録音がなされた環
境の中にいる聴取者が音楽の情緒的体験をするのは、こ
れらの音楽情報の反射の複雑な組合せに起因する。この
ことは聴取者が自分の回りの環境を知覚できるというこ
とである。
高忠実度の目標は、コンサート（ジャズ、クラシッ
ク、ブルースなど、音楽の形式にかかわらない）に出席
しているという音楽的体験を再生することだということ
を想起されたい。これを達成するための唯一の方法は、
全ての可能な音響情報を音響再生システムを介して、及
び、結果として最も適切に優れた録音工程及び技術を介
して、我々の耳という道具により脳に与えることであ
る。
再生されるべき録音は再生される全ての情報”捕らえ
る”ことができ、且つ音響再生システムは中立で、まる
で現実の如く動的で且つ適切な過渡性（スピーカを含
む）を与えることができればできるほど、空間位置判
定、即ちサウンドステージの奥行きと幅、そしてその高
ささえも判定するのに肝要な基本情報をより良く与える
ことができる。（我々の耳／脳の組合せにより）音が上
又は下から及びどの高さから発するものかを指し示すこ
とが実際可能である。しかしながら、この課題に就いて
この点で話しを進めることはほとんど無意味である。そ
の理由はこれは聴取者をして更に、高い水準で音の位置
を発見して聞くために必要とされる情報を知覚させる本
発明の能力には関連がないからである。） この重大な情報の和により得られる効果は正確には何
であろうか？目を閉じることにより、リラックスして注
意深くなった聴取者は録音の場所へ“運ばれる”自分自
身を見るはずである。
問題は両方のスピーカが相補態様とは言えない態様
で、ある相補情報を送る（理想的にはすぐれた中立性と
特質を持って）ということである。
空間コヒーレンスと実際的な音楽体験を再生するため
に、各スピーカから送られた情報は、少なくと聴取者の
観点から、相互連関するものでなければならない。
従来のステレオシステムの一つの形式は二つの位置に
設定された同一のスピーカを使用し、これらのスピーカ
は信号を記録するのに使用されたマイクロホンの位置に
おけるのと同じである二つのスピーカの間の対称平面に
沿う位相と音圧とを考えるように駆動される。対称平面
は二つのスピーカを結合する線と垂直な中央平面であ
る。かかるシステムに於て、使用者が対称平面に位置し
ないとき、聴取者が二つのスピーカから等距離の位置に
いないため基本的な情報が位相ずれになり、それにより
ステレオ効果がなくなる。
現行の傾向の基本的な欠点は、音の及び（高調波領域
にある）重要な微少情報が変化することであるが、これ
は聴取者の耳に到達する前に壁、天井、家具及び他の物
体にこれらが反射するためである。また、これらのスピ
ーカは相互に位相のずれた基本情報を送るが、その理由
は聴取者がスピーカと実際には等距離にはなく、また聴
取者の回りのあらゆる素子に音情報が反射するからであ
る。
結果的に美しい音になるかもしれないが、依然とし
て、あたかも録音現場に居るかのように聴取者により知
覚される音楽的体験は、残念ながら、どうしても再生す
ることはできない。故に高忠実度の目標は未だ達成され
ない。
好適な類推は以下のとおりである。即ち、色がうまく
歪み且つ過飽和及び／又は不飽和になり（観察の見地及
び広い色スペクトルのサンプル部分に依存して）、像が
焦点からかなりはずれ且つ釣合を失う。
ここで、我々の組み合わされた二つの耳の立体音的知
覚のおかげで、人間の耳は受け取る音の原点の位置を見
つけるということを我々は理解しなければならない。点
“x"（第1A図参照）から発生した音は聴取者“y"の二つ
の耳により同時に知覚される。点“x"が聴取者の正面に
位置する場合、音は両方の耳に同時に到達するので、脳
は右耳と左耳との間で時間的な知覚差異を示さない。こ
のため、脳は音が前方からきたものと理解する。後ろか
らくる音に対しては、脳が気づくことができる知覚差異
が存在する。この差異は大部分、鼓膜に送りこまれる前
に音を複雑な態様で反射する耳の形状に起因している。
他方もし点“x"が“y"に関して時計の針の２時の半径範
囲に位置するならば（第1B図参照）、左耳に当る音は右
耳の知覚する音と比較して僅かに遅れて到達する。これ
は音が毎秒約345メートルの速度で伝わるという事実に
起因する。この遅れはほんの２、３ミリ秒である。しか
し、これは脳が差異を気づくのには十分であり、素早く
自動的に潜在意識で計算された後、音がどこからきたか
を判定することができる。これは全て左右の耳により知
覚された音の到達時間の相対的な差異のおかげでなされ
気づかされることである。
（我々の音空間知覚能力に含まれる他のファクタがあ
る。それらは“ピッチ”（“ドップラ効果”領域）及び
“音色”領域、並びに振幅領域に関する。） 従来のステレオシステムに於て、左右の再生用スピー
カはそれぞれ左右の録音用スピーカにより録音された音
波と相対的に同じ位相の音波を生じるように駆動され、
対称平面で生じた音が録音された音を再現するものにな
る。原信号の位相に関して軸線から位相をずらして再生
用スピーカに信号を付与することにより、原音は十分に
シミュレーションされず、故に結果として、再生位置に
於て反射がないと仮定しても録音された音は忠実には再
生されない。
この形式の従来システムの例は第１図に示され、左右
のスピーカ10、11は音を元来録音するために使用される
マイクロホン間の距離を好ましくは表す距離だけ離間さ
れる。スピーカ10、11は主要軸線が互いに平行になるよ
うに配向され、従来のステレオ増幅器12の左右の出力信
号により駆動される。この図の線13はスピーカのコーン
の先端間に直接伸びる線と垂直であり且つこの線の中心
で交差し、それにより線13は二つのスピーカの対称平面
をシミュレーションする。線13の全ての点が二つのスピ
ーカから同距離にあるので、その点での二つのスピーカ
からの直接音の時間関係は、音を元来録音するために使
用されるマイクロホンにより受け取られたものとして音
の時間（並びに振幅）関係をシミュレーションする。し
かしながら、この時間関係は線13から変位した点で失わ
れ、線13からの距離が増すにつれてこの関係からの隔た
りが大きくなる。微小情報なる語には実際には“スイー
トスポット”（sweet spots）が存在しないということ
は繰り返して述べておく。これは、現在容認されている
ステレオ再生／知覚その他の妥協的な考えの主な欠点で
あると解釈できる。この形式のシステムに於て、スピー
カの軸線は代わりに等しい鋭角で線13に指向されても良
いが、かかる配向は一般に上述の音の間の時間関係に影
響しない。
従来、スピーカは録音用マイクロホンの幾何学的配置
をシミュレーションしない場所に位置している。例え
ば、米国特許第4,673,057号により開示されるシステム
は、スピーカ組立体を多面体の各面に配置し、それぞれ
の面に垂直な方向に音を放射し、多面体の赤道面の一方
の側のスピーカを右のステレオ信号により駆動し、赤道
面の他方の側の全スピーカを左のステレオ信号により駆
動する。かかる多数のスピーカにより生じる音のパター
ンは非常に複雑で多面体の物理的寸法に起因して、多面
体の両側から出る音が複数個の離間した源から音をシミ
ュレーションする。故に、スピーカにより発生する音の
位相及びタイミングは録音用マイクロホンにより受け取
られた音と全く異なる。
本発明の一実施例に於て、音響再生システムが提供さ
れ、これは、“背中合わせ”で装着している一対の同一
スピーカを採用する。かかるスピーカの物理的配置は例
えば、米国特許第4,268,719号及び第4,585,090号に於
て、モノフォニックシステムのみに対して開示されてい
る。米国特許第4,016,953号は、モノフォニック信号に
対してプッシュプル効果が得られるように、互いに指向
され、且つ反対の極性の同一信号により駆動される一対
のスピーカを採用するシステムを開示している。
米国特許第3,350,514号には放射方向放送スピーカシ
ステムが開示されている。このシステムは二つの変換器
に円錐形の膜を設けて音波を円錐形膜の凸側から放射す
る。円錐形膜の凸波発生側は互いに向き合うように配向
され、いずれかの円錐形膜により発生した音波は対向円
錐形膜へ指向され、対向円錐形膜から放射パターンで反
射する。故に、二つの変換器“正面を向き合って”配向
される。
ドイツ特許第27 09 952号に開示された今一つのステ
レオスピーカシステムは二つのスピーカを非開示の間隔
で“背中合わせ”の配向でハウジング内に装着してい
る。各ハウジングは一つのステレオチャンネルを再生す
ることに関与するように見え、ハウジングの二つのスピ
ーカの一つは、ハウジング内の他方のスピーカに付与さ
れるステレオチャンネル信号に比べて反対の位相関係で
付与されるステレオチャンネル信号のための信号を有す
る。本質的に、両スピーカは信号の一方が他方の信号に
関して反転していること以外は同じ信号を受信する。
ステレオスピーカシステムが米国特許第5,109,416号
に開示されており、一対のスピーカが開示されていない
間隔でハウジング内に離されて装着され、この対におけ
る各スピーカは他方のスピーカと反対の方向に向いてい
る。一対のスピーカを入れたハウジングは単一のスピー
カをいれた他のハウジング共とに使用される。単一のス
ピーカを入れたハウジングは左又は右のステレオチャン
ネルを受け取り、一対のスピーカを入れたハウジングは
左と右のステレオチャンネルの差信号を表す信号を受け
取る。この差信号は対における一方のスピーカへ対にお
ける他方のスピーカへ付与される差異信号に関して位相
を180゜ずらして付与される。このように、一対のスピ
ーカを入れたハウジングは左と右のチャンネル音波を生
じない。
ノイズ相殺を行うのに使用されるマイクロホンシステ
ムが米国特許第3,995,124号に開示されている。このマ
イクロホンシステムは“背中合わせ”の配向で装着され
かつ位相はずれ関係に結線された二つの変換器を有す
る。両マイクロホン変換器に同時に到達する均一な背景
ノイズは最終出力において相殺されるが、その理由はシ
ステムのハード配線は本質的に二つのマイクロホン変換
器の差異出力を取り、単一の信号を生じるからである。
発明の開示 本発明はステレオ音響の再生方法及び装置を提供する
ことに向けられている。本発明に於て： 1.ステレオ効果は一対のスピーカの対称面に制限され
ず、明らかに聴取者の場所から独立した領域に及ぶもの
である。
2.音響再生室の音響効果は簡単に相殺でき、聴取者に聴
き取られる音は録音された音を表す。
本発明はこのように単一の拡声器伝送システムとして
具体化される位相コヒーレントな音響伝送の方法及び装
置に向けられている。この単一相補伝送システムにより
左と右のチャンネル相補音楽情報を位相コヒーレント且
つ時間整合関係に伝送するのを可能ならしめ、聴取者は
リスニングルーム（listening room）での自分の位置に
拘らず,4Dの真に迫った態様で音楽を聴くことができ
る。
本発明では、右と左の相補音響情報（これはサウンド
ステージを再構築するために聴取者により時間整合態様
で感知される必要がある）は点音源、即ちこれを行うの
に必要なただ一つの拡声器集合体から伝送されるが、こ
のことは右と左の音楽信号が聴取者へ実際上平行且つ時
間整合パターンで移行することを意味する。このことは
聴取者が自分で望むときには何時でもリスニングルーム
で（4D発生フィールド帯域を例外として）、着座、起立
できノーマルなスピーカ配列の場合よりもずっと正確に
全サウドステージを知覚できる。
このシステムの基本的な長所は、そのとき必要なスピ
ーカの一つが聴取者に対して消えたようである一方、音
楽が元来録音された場所にまさに居合わせているという
音楽体験を残すことである。音楽は、“ライブ”に、即
ち、明確により自然な音楽を聞いている時の体験として
現れ、感じられる。
簡単に述べると、本発明により、音響システムは点音
源伝達システムを含む。左右相補モノフォニック信号の
如き第１及び第２相補モノフォニック信号は、相補態様
で変換器に付与され、結果として二つの相補信号により
発生した音の時間整合及び位相コヒーレンスが生じる。
放射音は干渉パターンを生じる。聴取者の脳は、かかる
音パターンに聴取者が変換器を包囲する領域、即ち周知
のシステムのように対称平面の近傍の領域だけではない
領域に於てステレオ聴取を体験する様な態様で応答す
る。
変換器は背中合わせに装着された一対のスピーカから
形成でき、相補態様で二つの異なるモノ信号を個別に受
け取る。伝達システムがこの場合のように二つ以上の電
磁型変換器から形成されるとき、二つの相補相互作用変
換器の有効放射点の間の間隔は臨界値を越えないように
しなければならない。変換器がコーン型の場合、有効放
出点は変換器コーンの頂点（通常は“スパイダ”サスペ
ンションの近く）であると考えられる。
本発明はまたステレオ信号発生用の改良されたマイク
ロホンシステムを提供することにも向けられる。改良型
マイクロホンシステムは、それぞれの極応答パターンの
フィールドの最高点が互いに実質的に180゜で対面する
ように装着された一対のマイクロホン変換器を含む。マ
イクロホンは単一の点で効果的に配置される。即ち、そ
れらは物理的に又はシミュレーションにより離間され、
それらの間隔は変換器の周波数範囲の波長に相当するも
のよりも（理想的には）大きくない。
本発明の更なる実施例に於て、音放射変換器は効果的
には点音源放射器であるので、放出器が配置される部屋
のアコースティックトルースシグネチャー（acoustic t
race signature）を相殺するために音響相殺システムを
提供することは容易である。更に、見かけの音源を“動
かす”ために、相補変換器に付与される信号の位相、振
幅及び／又はタイミングを変えてもよい。
図面の簡単な説明 本発明をより明確に理解されるようにするために、こ
れを添付図面に関して詳述する。
第１図は従来のステレオ再生システムを示す簡略化し
た概図である； 第1A図と第1B図は従来のステレオ再生システムにおけ
る二つの異なる場所で聴取者が音を受け取るのを示す； 第２図は本発明による理想的なシステムの簡略化した
概図である； 第３図は本発明による4Dシステムにおける聴取者の場
所からの独立性を示すスケッチ； 第４図は本発明による２つの相補の変換器からなるシ
ステムを示す； 第５図は本発明による２つの相補の変換器からなるシ
ステムの時間的整合を示す； 第６図は本発明による２つの相補の変換器からなるシ
ステムの臨界寸法を示す； 第７図は一対のツイータを採用した本発明による多重
相補変換器の臨界寸法を示す； 第８図と第９図は本発明による一つの相補変換構成を
示すそれぞれ正面図と側面図である； 第10図と第11図は本発明による今一つの相補変換構成
を示すそれぞれ正面図と側面図である； 第12図と第13図は本発明による更に今一つの相補変換
構成を示すそれぞれ正面図と側面図である； 第14図は本発明による相補変換器の更なる構成の斜面
図である； 第15図と第16図は本発明による相補マイクロホン変換
器の一実施例のそれぞれ正面図と側面図である； 第17図と第18図は本発明による相補マイクロホン変換
器の今一つの実施例のそれぞれ正面図と側面図である； 第19図と第20図は本発明による相補マイクロホン変換
器の更に今一つの実施例のそれぞれ正面図と側面図であ
る； 第21図は本発明による音響相殺システムのブロック図
である。
発明を実施する態様 下記の開示に於て、“4D"なる語は本発明に関して採
用されているが、その理由は本発明は制御された４次元
のオーディオ時間的空間的整合領域での操作が達成する
ために、幅、高さ、深さ、時間の四つの領域で音の再生
の絶対的一体性を維持するという原理に基づくからであ
る。
本発明の一態様によれば、ステレオ再生システムが提
供され、従来の“左”と“右”のステレオ信号を採用し
て“点音源変換器”における音の発生をシミュレーショ
ンする態様で音を再生し、この際左と右の信号から生じ
る音の発生が相補的であるようにしている。ここに用い
た“相補”なる語は、二つの信号が相補変換器を駆動し
て実質的に変換器からの全ての伝達方向に於ける、二つ
の信号の音の共通成分を強化し、これにより二つの信号
から生じる音の異なる位相成分を同期させる状態をい
う。
第２図は本発明による理想的なシステムを簡略化して
示す。この構成では、“点音源変換器"20は増幅器12か
らの左と右のステレオ信号により相穂態様で駆動され
る。変換器20を包囲する空間の全ての点は左と右の音信
号が発生する点から等距離にあることは明かである。
第２図は示す型式のシステムにおいて、二つの信号に
より発生する音は、結果として干渉パターンを生じ、両
チャンネルの相補情報の時間コヒーレンスと二つの信号
のコヒーレンスとから生じる音ホログラムを作ることが
判明している。驚くべきことには、二つの信号のこの情
報は平行に時間整合状態で音源20囲む各位置に伝達さ
れ、例えば変換器20から各種の距離および方向の、第３
図に於ける聴取者24へ効果的に伝達され、聴取者の精神
作用により時間、位相情報が引き出され信号のステレオ
効果を十分に体験することが判明している。再生スペー
スの音響効果を無視すると、本発明のシステムは聴取者
によるイヤホンの使用を要求するという不利点なしにバ
イノーラルサウンドを聴覚的にシミュレートするが、そ
の理由は、生じる4D再生サウンド・ステージ・コヒーレ
ンス交換は変換器の音場における聴取者の位置と無関係
だからである。
上述の如く、本発明によるシステムと方法の二つの最
も重要な規準は、変換構成が両信号に対応する音を出す
点音源を可及的にシミュレーションすること、及び相補
変換器が二つの相補チャンネルの信号による相補態様で
駆動されることである。ステレオ増幅器、並びにステレ
オ信号自体は従来のものでよい。
本発明の一実施例によれば点音伝達システムは第４図
に示す如く可及的に近づけて背中合わせで装着した一対
の同じスピーカ30、31から構成できる。上述の如く、ス
ピーカはステレオ増幅器12から相補態様で、即ち二つの
信号からの音の共通成分が組合せ音パターンで互いに強
化するように、駆動される。スピーカからの有効音パタ
ーンは第５図に示され、等しい直径の円30′、31′はこ
れら二つのスピーカのコーンの頂点に中心がある。二つ
の円の間の小さい距離は二つのスピーカからそれぞれの
場所への到着の時間差を示す。スピーカの対称平面に隣
接した小さい円弧領域34はスピーカを可及的に近づけて
装着することにより最小にできるクロストーク帯域を表
す。
第６図は上記型式の二つのスピーカシステムを示し、
寸法Ａは二つのスピーカのコーンの頂点間の距離、即ち
二つのスピーカの点音源間の有効距離を表す。このスピ
ーカシステムでは、スピーカは各々増幅器により信号出
力の全周波数範囲を再生するように相互に接続される。
本発明による音の効果的なステレオ再生のために、距離
Ａはそれぞれのスピーカにより再生されるべき最高周波
数の等価波長を越えてはならないことが判明している。
このようにスピーカ組立体は点音源を含む。この距離よ
りも大きい場合は、聴取者の体験する4D再生サウンド・
ステージ・コヒーレンス効果が著しく減少する。この周
波数制限は従来のスピーカで約9.5キロヘルツであると
予想される。
上記二つのスピーカの構成では、スピーカは共通軸線
を有し相互に離れる方向に同軸線に沿って音を出すが、
もし上記周波数制限を維持すれば、スピーカは音を互い
に向かって出すように構成できる。尚、二つのスピーカ
の軸線は互いに角度、例えば45゜、で配置できるが、こ
の場合もやはり上記周波数制限が維持されなければなら
ない。スピーカの軸線間の角度関係は、後で述べる如
く、リスニングルームのアコースティックトレースシグ
ネチャーの相殺を容易ならしめる。
あるスピーカシステムでは、低レンジスピーカ30、31
に加えて、第７図に示す如くツイータ36、37も設けられ
る。この型式のシステムでは、ツイータの有効音源間の
距離Ｂは低レンジスピーカの距離Ａよりも小さいから、
距離Ｂは再生されるべき最高周波数の等価波長を越えな
いものである。従来のツイータの伝統的設計により課せ
られる周波数制限（4D領域における）は（利用される実
際のツイータ変換器に応じて）約12キロヘルツ（数キロ
ヘルツの増減あり）である。本発明の利点を得るため
に、両相補ツイータ変換器の点音源間のギャップが狭け
れば狭い程、結果が良い。このことは本発明の上方周波
数制限の減少にも適用される。
二つのスピーカを採用して単一点音源変換器をシミュ
レーションするとき、本発明による更なる条件が存在す
る。即ち、二つのスピーカの“点音源”はスピーカの周
波数領域に相当する物理的距離内にあるようにマッチン
グさせなければならないということである。しかして、
もしスピーカが約1.3インチの波長で約10キロヘルツま
での音を発生するように設計されるならば、スピーカの
コーンの頂点の間の距離は約1.3インチを越えてはなら
ない。
本発明は、上述のように、点音源伝達システムを設け
るに際し二つまたはそれ以上の相補変換器を使用するこ
とに限定されるものではなく、この目的で他の装置及び
構成を代わりに採用できる。しかし、聴取中に4D再生サ
ウンド・ステージ・コヒーレンス効果を聴取者に体験さ
せるように聴取者の脳が解釈できる相補干渉パターンを
発生するためには、伝達システムは上記制限内で相補点
音源伝達をシミュレーショすることが必要である。しか
して、例えば、信号処理装置をプログラムして、たとえ
相補変換器を上述したよりも大きい距離だけ離間して
も、左と右のチャンネル情報の点音源をシミュレーショ
ンする位相及び／又は時間補正回路を提供できる。
本発明による4D伝達システムから出るパターンの複雑
性は、生じる音の反射の影響を大きい困難なしに電子的
に相殺できないほど大きくはない。
いろいろな周波数範囲をカバーするために複数個の相
補変換器が採用されるとき、これらは各種構成で装着で
きる。例えば、第８図、第９図は低周波相補変換器51の
頂部に装着した高周波相補変換器50と、高周波ユニット
50の頂部に装着した今一つの低相補変換器52とを有する
ダポリト（Dappolito）装置の側面図と正面図である。
第10図と第11図は“スリーボイス”（three voice）装
置の側面図と正面図であり、高周波相補変換器60を中間
周波相補変換器61上にに装着し、この変換器61は低周波
ユニット62上にに装着されている。
更なる装置では、第12図と第13図はツーボイス（two
voice）装置の側面図と正面図であり、高周波相補変換
器65が低周波相補変換器66上に装着されている。第14図
に示す如く他の装置では、高周波相補変換器70が低周波
相補変換器72に隣接して個別のスタンド71に装着されて
いる。この後者の実施例は異なる相補変換器が主として
異なる周波数範囲で音を出すとき、音質に干渉すること
なく相補変換器の間隔に許容誤差が許される。
上述の如く、相補変換再生システムは、たとえ従来の
ステレオ信号であっても、非常に向上した高忠実度の4D
特性を使用者の場所に関係なく提供するのであるが、こ
の成績は本発明の他の実施例に従って原信号を録音する
ことにより更に向上できる。4D領域において、全ての聴
覚情報は時間的空間的相補態様で記録され符号化されな
ければならない。4D領域に関する重要な相補情報の全て
を「捕捉」するために、軸方向に整列された一対の相補
マイクロホン変換器を可及的に近づけて配置するのが好
ましいことが判明している。これらの変換器はそれぞれ
の極（プロット）応答パターンのフィールドの最高点が
互いに正確に180゜で向き合わなければならない。
しかし、容認できる他の変換器構成もあり、その中に
は変換器がそれぞれ極（プロット）応答パターンのフィ
ールドの最高点が互いに正確に180゜で向き合うよに位
置されないものもあるが、但し変換器は以下の二つの要
件に従い重要な4D境界の範囲内にあることが保証され
る。
1,如何なる型式のマイクロホン変換器が使用されようと
も、その左と右のチャンネル“点音源”が、使用される
変換器の周波数範囲の波長と等価な物理的距離内でマッ
チングするような態様で配置されなければならない。
2.或は、もし4D態様の左と右のチャンネル情報の点音源
のシミュレーションを許すことができる“位相及び／又
は時間”補正回路、処理装置又はユニットが設けられる
のであれば、たとえ両チャンネルの変換器を第１条件で
規定したよりも大きい距離だけ離間させたとしても、シ
ミュレーションは上述の如く第１要件を満たすはずであ
る。
第15図と第16図は本発明の相補マイクロホン変換シス
テムの一実施例の正面図と側面図であり、一対のマイク
ロホンカプセル80は分離／境界ディスク81の両側の中心
に装着されている。分離境界ディスク81は特定のマイク
ロホンカプセルを用いて、システムの所要最良化により
決まる寸法、形状を有する。しかしてこのディスクは、
各マイクロホンがディスクの反対側から出る音を拾うの
を可能な限り阻止する様な寸法、形状のものである。デ
ィスクは好ましくは音の反射が最小の材料から作られ
る。
尚、“ディスティンクションパッド”（distinction
padder）82がディスク81の各側へ取り付けられる。これ
らのパッダは録音忠実度を最良にするような寸法、形
状、及び反射特性のものである。例えば、これらのパッ
ダは従来の吸音材料から形成し、不都合な方向からの音
の受取を最小ならしめる寸法、形状のものにできる。
第17図、第18図の改変された相補マイクロホン変換装
置において、PZMマイクロホン85がディスク81の各側に
設けられ、また第19図、第20図の改変されたマイクロホ
ン変換装置において、リボンマイクロホン86がディスク
81の各側に設けられている。
上記の如く、相補再生音響変換器は本質的には点音源
であるから、本発明は音が録音されたときに現実に聞こ
えた音のより高忠実度再生を可能にするために、リスニ
ングルームでの音の反射を相殺できる。例えば、第21図
に示す如く、相補変換器90がリスニングルームに配置さ
れ、上述の如くステレオ信号源91の左と右の出力信号に
より駆動される。尚、点音源マイクロホン92は相補変換
器90に隣接して配置されリスニングルームからの音を受
け取る。この受け取られた音は信号処理装置94へ付与さ
れ、この信号処理装置はこの信号からステレオ増幅器で
発生する左と右の信号に対応する信号を引算し、相殺信
号と所望の干渉信号との干渉を回避する。この結果得ら
れた信号は処理装置で反転されステレオ増幅器へ出力さ
れ、相補変換器90の佐側と右両へ付与される。その結
果、リスニングルームの反射などの影響が相殺される。
音響相殺効果を向上するために、即ちリスニングルーム
のアコースティックトレースシグネチャー（acoustic t
race signature）を除去するために、より精巧な装置を
採用できることは勿論明かである。
本発明の更なる実施例では、聴取位置に拘らず聴取者
の回りに音を“移動”させるために、ステレオ信号の相
対的な位相、振幅、遅延を制御できることは明かであ
る。このように、相補ステレオ信号の源はこの目的でそ
れぞれの信号の位相、振幅、遅延を制御する処理装置を
含むことができる。
本発明を限られた数の実施例に関して開示、説明した
が、変化例や改変例が可能であることが明らかであり、
故に、本発明の真の精神及び範囲に入るこのような各変
化例や改変例を含むことが本発明の狙いである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｓ 1/00 Ｈ０４Ｓ 1/00 Ｂ (56)参考文献 特開 平３−258199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−71601（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−200599（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−104498（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−14993（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−91586（ＪＰ，Ａ) 米国特許2791628（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04R 5/00 - 5/04

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１と第２の音響変換器（30、31）を互い
    の近傍に配置して対向方向に放射させる音響システムに
    おいて、 付与される第１と第２のステレオ信号に従って第１と第
    ２の音波を発生して聴取距離で感知される如き仮想点音
    源音響パターンを生じる変換器手段を設け、 前記変換器手段は前記第１と第２の音波をそれぞれ生じ
    る前記第１と第２の音響変換器（30、31）を有し、 前記第１と第２の音響変換器（30、31）を前記変換器手
    段の実質的に最高操作周波数における波長まででこの波
    長を超えない距離だけ相互に離れて固定する手段を設
    け、 前記固定手段は前記第１と第２の音響変換器（30、31）
    を実質的に共通軸線に沿って配置し、この際前記第１と
    第２の変換器（30、31）はそれぞれの裏側が互いに向き
    合うようにして互いに離れる反対方向に放射するように
    し、 前記第１と第２の異なるステレオ信号に従ってそれぞれ
    前記第１と第２の音波を放射すべく第１の第２の異なる
    ステレオ信号を第１と第２の音響変換器（30、31）へ付
    与する手段を設けたことを特徴とする音響システム。
  2. 【請求項２】前記第１と第２の音響変換器（30、31）は
    各々実質的に円錐形の変換膜を有し、 前記円錐形変換膜は前記第１と第２の音響変換器の実質
    的に最高操作周波数における波長まででこの波長を越え
    ない距離だけ相互に離れた頂部域を有することを更に特
    徴とする第１項記載の音響システム。
  3. 【請求項３】第１と第２の変換器手段（30、31）を互い
    の近傍に配置して対向方向に放射させる音響システムに
    おいて、 独立音波パターンを生じる少なくとも前記第１と第２の
    変換器手段（30、31）を設け、 前記第１と第２の変換器手段（30、31）を背中合わせ
    で、前記第１と第２の変換器手段（30、31）の一時的に
    整合した位相コヒーレント操作の上方周波数の波長を越
    えない相互距離内で配置する手段を設け、この際前記音
    波パターンは平均聴取距離で感知される如き前記波長を
    越えない距離だけ離間した、効果において事実上の点音
    源を有するようにし、 前記第１と第２の変換器手段（30、31）の各々は互いに
    遠ざかるように対向方向に前記音波パターンを放射し、 第１と第２のステレオ信号により前記第１と第２の変換
    器手段（30、31）を駆動して前記第１と第２の変換器手
    段（30、31）を作動し前記第１と第２のステレオ信号に
    従って前記音波を放射させる手段を設けたことを特徴と
    する音響システム。
  4. 【請求項４】第１と第２の音響変換器（30、31）を互い
    の近傍に配置して対向方向に放射させる音響再生方法に
    おいて、 第１のステレオ信号により前記第１変換器（30）を駆動
    して第１の音波パターンを生ぜしめ、 第２のステレオ信号により前記第２変換器（31）を駆動
    して第２の音波パターンを生ぜしめ、 前記第１と第２の変換器手段（30、31）を背中合わせ
    で、上方操作周波数における波長を越えない距離内に配
    置して前記第１と第２の音波パターンをそれぞれ対向方
    向に、且つそれぞれが前記第２と第１の変換器から遠ざ
    かるように放射させることを特徴とする音響再生方法。
  5. 【請求項５】第１と第２のマイクロホンの軸方向に整列
    された変換器を、前記マイクロホン変換器（80、85、8
    6）の周波数範囲の最短波長に相当する物理的な距離よ
    りも大きくない距離だけ離して対向方向に装着され、 前記第１と第２の軸方向整合マイクロホン変換器（80、
    85、86）はそれぞれの極応答パターンのフィールドの最
    高点が背中合わせで相互に実質的に180゜で面するよう
    に装着され、 前記第１と第２の軸方向整合マイクロホンは第１と第２
    のステレオ信号を送出する出力部を有することを特徴と
    するマイクロホンシステム。
  6. 【請求項６】前記第１と第２のマイクロホン変換器へ指
    向された音を分離するために前記マイクロホン変換器
    （80、85、86）の間に分離／境界ディスクを設けたこと
    を更に特徴とする第５項記載のマイクロホンシステム。
  7. 【請求項７】前記ディスクの両側に前記マイクロホン変
    換器へ付与される音のパターンを改変するためのディス
    ティンクションパッドー手段を設けたことを特徴ととす
    る第６項記載のマイクロホンシステム。
  8. 【請求項８】前記第１と第２の変換器（80、85、86）は
    マイクロホンカプセル（80）であることを特徴とする第
    ５項記載のマイクロホンシステム。
  9. 【請求項９】前記第１と第２の変換器（80、85、86）は
    PZMマイクロホン（85）であることを特徴とする第５項
    記載のマイクロホンシステム。
  10. 【請求項１０】前記第１と第２の変換器（80、85、86）
    はリボンマイクロホン（86）であることを特徴とする第
    ５項記載のマイクロホンシステム。
  11. 【請求項１１】前記上方周波数範囲は9.5キロヘルツま
    でであり、時間コヒーレント操作及び奥行き、高さ及び
    幅の上限を規定することを特徴とする第１項記載の音響
    システム。
  12. 【請求項１２】前記上方周波数範囲以上の周波数でステ
    レオ音波を生じる手段を特徴とする第11項記載の音響シ
    ステム。
  13. 【請求項１３】前記上方周波数範囲は10キロヘルツまで
    であり、時間コヒーレント操作及び奥行き、高さ及び幅
    の上限を規定することを特徴とする第１項記載の音響シ
    ステム。
  14. 【請求項１４】前記上方周波数範囲より大きい周波数で
    ステレオ音波を生じる手段を特徴とする第13記載の音響
    システム。
  15. 【請求項１５】前記上方周波数範囲は12キロヘルツまで
    であり、時間コヒーレント操作及び奥行き、高さ及び幅
    の上限を規定することを特徴とする第１項記載の音響シ
    ステム。
  16. 【請求項１６】前記上方周波数以上の周波数でステレオ
    音波を生じる手段を特徴とする第15項記載の音響システ
    ム。
  17. 【請求項１７】少なくとも前記第１と第２の変換器（3
    0、31）を相互の近傍に配置して対向方向に放射させる
    音響システムにおいて、 それぞれ第１と第２の有効点音源をそれぞれ有するもの
    として聴取距離にあることにより特徴づけられる第１と
    第２の音波パターンを生じる変換器手段（30、31）を設
    け 前記変換器手段（30、31）はそれぞれ前記第１と第２の
    音波パターンを生じる前記第１と第２の変換器（30、3
    1）を含み、 前記第１と第２のステレオ信号をそれぞれ前記第１と第
    ２の変換器（30、31）へ付与する手段を設け、 前記第１と第２の変換器（30、31）を背中合わせで前記
    変換器手段（30、31）の上方操作周波数の波長に等しい
    か又はこれより小さい制限距離を越えない相互距離内に
    配置して、前記第１と第２の有効点音源を聴取距離で感
    知できるような前記相互制限距離内に事実上整列させる
    手段を設け、 前記第１と第２の変換器（30、31）は背中合わせに配置
    されて前記第１と第２の音波パターンをそれぞれ前記第
    ２と第１の変換器から離れるように対向方向に放射する
    ことを特徴とする音響システム。
  18. 【請求項１８】前記第１と第２の変換器は実質的に円錐
    形の変換器（30、31）であり、 前記第１と第２の有効点音源は前記第１と第２の実質的
    に円錐形の変換器（30、31）の実質上の頂部域に事実上
    配置され、 前記頂部域を前記制限距離を越えない相互距離内に配置
    する前記手段を設けたことを更に特徴とする第17項記載
    の音響システム。
  19. 【請求項１９】前記上方周波数範囲は9.5キロヘルツま
    でであり、時間コヒーレント操作及び奥行き、高さ及び
    幅の上限を規定することを特徴とする第17項記載の音響
    システム。
  20. 【請求項２０】前記上方周波数範囲は10キロヘルツまで
    であり、時間コヒーレント操作及び奥行き、高さ及び幅
    の上限を規定することを特徴とする第17項記載の音響シ
    ステム。
  21. 【請求項２１】前記上方周波数範囲は12キロへルツまで
    であり、時間コヒーレント操作及び奥行き、高さ及び幅
    の上限を規定することを特徴とする第17項記載の音響シ
    ステム。
  22. 【請求項２２】少なくとも第１と第２の変換器（30、3
    1）を相互の近傍に配置して対向方向に放射させる音響
    再生装置において、 少なくとも第１と第２のステレオオーディオ信号から音
    波を再生するオーディオ変換器（30、31）を設け、 前記オーディオ変換器（30、31）は前記第１と第２のス
    テレオオーディオ信号をそれぞれ受け取る少なくとも前
    記第１と第２の変換器（30、31）を含み、 前記第１と第２の変換器（30、31）がそれぞれ前記第２
    と第１の変換器（30、31）から実質的に離れるように放
    射するように前記第１と第２の変換器（30、31）をその
    裏側が互いに向き合う実質的に対向方向に装着する手段
    を設け、 前記装着手段は前記第１と第２の変換器（30、31）を前
    記第１と第２の変換器（30、31）の上方動作周波数の限
    界における波長を越えない距離だけ離して配置し、対応
    オーディオ波先を実質的に同期状態で生じることを特徴
    とするを音響再生装置。
  23. 【請求項２３】前記第１と第２の変換器手段（30、31）
    は各々頂部域を有する少なくとも第１と第２の実質的に
    円錐形の変換器（30、31）を含み、 前記装着手段は前記頂部域を前記第１と第２の変換器手
    段（30、31）の上方動作周波数の限界における波長を越
    えない相互距離内に固定する手段を含むことを特徴とす
    る第22項記載の音響再生装置。
  24. 【請求項２４】前記上方動作周波数限界は9.5キロヘル
    ツまでであることを特徴とする第22項記載の音響再生装
    置。
  25. 【請求項２５】前記上方動作周波数限界は10キロヘルツ
    までであることを特徴とする第22項記載の音響再生装
    置。
  26. 【請求項２６】前記上方動作周波数限界は12キロヘルツ
    までであることを特徴とする第22項記載の音響再生装
    置。
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