JP3288519B2 - 音像位置の上下方向への制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、舞台や放送現場等、音
を扱う分野において、音の聞こえてくる方向を電気的に
制御する音像位置制御方法に関し、特に、音像を上下方
向の任意の位置に制御できるように構成したものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】舞台での音響効果を制御する装置とし
て、特開昭６０−２４８０９９号公報に記載された装置
が知られている。この装置は、図４に示すように、複数
のマイクロホン26ａ〜26ｍと、音声信号を増幅する増幅
装置25ａ〜25ｍと、増幅した信号を加算分配する加算分
配器30と、音声信号に必要な遅延を加える遅延装置29ａ
〜29ｄと、遅延させた音声信号を再び加算分配する加算
分配装置24と、客席に向けて放音するスピーカ23ａ〜23
ｎと、増幅装置の増幅量、遅延装置の遅延時間および各
マイクロホンの集音した音響信号を加算合成して各スピ
ーカに分配する比率を調整する調整制御装置28とを備え
ている。

【０００３】各マイクロホン26ａ〜26ｍやスピーカ23ａ
〜23ｎは、図３に示すように、舞台上の各所に設置され
る。このマイクロホンの内、26ａおよび26ｂは、ソロ演
技者に携帯されるマイクロホンであり、ソロ演技者の音
源となる。

【０００４】マイクロホン26ａ〜26ｍで集音された音響
信号は、増幅装置25ａ〜25ｍにより必要な大きさに増幅
され、加算分配器30を経て遅延装置29により必要な遅延
時間が付与され、次いで、加算分配装置24を経てスピー
カ23ａ〜23ｎから音響となって放射される。

【０００５】マイクロホン26ａおよび26ｂを携帯してい
るソロ演技者が移動した場合には、音源も同じように移
動する。調整制御装置28には、演技域21の幾何学形状を
真似て多数のキースイッチがマトリックス状に配置され
ており、ソロ演技者の位置に対応するキースイッチを押
すと、ソロ演技者のマイクロホン26ａで集音した音声に
対して、音圧レベルがその位置に相当するレベルに調整
され、また、その位置に相当する遅延時間が付加され
る。このように調整された音声が各スピーカ23ａ〜23ｎ
から放音されると、客席22の観客は、その演技者の音声
が演技者の居る位置から聴こえてくるように感じる。

【０００６】このように、複数のスピーカから流れる音
の音圧レベル比と時間差とを調整することにより、音像
の位置を任意に制御することができる。これは、観客は
左右の耳に到達する音の違いによって音の方向（音像位
置）を認識しており、複数のスピーカから流れる音の音
圧レベル比と時間差とを変えて、左右の耳に到達する音
に違いを与えた場合には、音像位置が移動したように感
じるためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の音像位
置制御装置は、音像の横方向の位置を制御することはで
きるが、音像の高さの制御、即ち、音像の位置を上下方
向に変更したり、音像を上下に動かしたりすることはで
きない。音源が横方向に動く場合には、聴取者の左右の
耳に到達する音の音量および到達時間に違いが生じ、従
来の音像位置制御装置では、この違いを擬似的に作り出
すことによって、音像の位置を制御している。しかし、
音源を聴取者の正面で上下方向に動かしたり、聴取者の
真後ろに移動させた場合には、聴取者の左右の耳に到達
する音の音量や到達時間には違いが発生しない。そのた
め、音像位置の上下方向の制御を、従来の方法で行なう
ことはできない。

【０００８】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、音像の上下方向の位置を任意に変えるこ
とができる音像位置の制御方法を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、音
場における音像の上下方向の位置を制御するために、測
定用信号を音場に放射し、この音場の聴取位置に配置し
たダミーヘッドマイクロホンで音場における臨界帯域の
相対音圧レベルを測定し、その測定値と、予め実験によ
り作成した音像の上下方向の所定位置における相対音圧
レベルのデータとの差分を求め、その差分を解消できる
ように周波数イコライザの特性を調整し、音場に放射さ
れる聴取用信号の周波数特性をこの周波数イコライザで
補正している。

【００１０】また、測定用信号として白色雑音またはイ
ンパルスを用いている。

【００１１】

【作用】そのため、臨界帯域の相対音圧レベルを、音像
が上下方向の所定位置に在るときの相対音圧レベルに補
正することにより、聴取者は、実際にその位置に音像が
在るように聴き取ることができる。

【００１２】

【実施例】

（第１実施例）本発明では、次のような原理に基づいて
音像の上下方向の位置を制御する。前述したように、聴
取者の正面に位置する音源を上下に移動しても、聴取者
の左右の耳に入る音には差異が生じない。しかし、その
場合でも、我々は、音が上の方から来ているか、下の方
から来ているかを認識することができ、また、真後ろか
ら来る音も、識別することができる。これは、音源から
耳までの伝達周波数特性が、音源の上下の方向に応じ
て、頭や耳介の影響を受けて変化するためであり、聴取
者は、この周波数の変化を識別して音の上下方向を認識
している（この点は、例えば、J.Blauert,“Sound Loca
lization in the Median Plane" Acustica，vol.22，p
p.205〜213（1967／1970）に示唆されている）。そこ
で、本発明では、聴取者に聞かせる音に対して、設定し
ようとする音像の上下方向の位置に応じた所定の周波数
変化を与えることにより、聴取者にその位置から音が聞
こえてくるように感じさせる。

【００１３】なお、この明細書では、聴取者の前方にお
ける音像の高さだけでは無く、後方および上方における
高さをも含めて「音像の上下方向」と表現する。

【００１４】また、ある音が他の音の存在によって聞こ
えにくくなる現象をマスキングと云うが、我々の耳は、
周波数帯域を幾つかの幅に分け、各周波数帯域幅に対し
てそれぞれ一様のマスキングのためのフィルタ処理を行
なっている。つまり、我々の耳は、中心周波数可変の帯
域フィルタ群として見ることができ、この各幅の周波数
帯域を臨界帯域と呼んでいる。耳に聞こえる広帯域スペ
クトルの音の大きさは、臨界帯域ごとの音の大きさの足
し合わせで求めることができる。

【００１５】さて、本発明の音像位置の制御方法を実施
する第１実施例の装置は、図１に示すように、測定用の
白色雑音を出力する測定用白色雑音発生器２と、この測
定が済んだ後に聴取者に聞かせる音を出力する聴取用音
源信号発生器11と、測定用音源からの信号と聴取用音源
からの信号とを切替えて出力する音源信号切替器３と、
音源の信号を増幅する増幅器４と、音場１に音を放射す
るスピーカ５と、音場１内でスピーカ５と相対向して配
置されたダミーヘッドマイクロホン６と、ダミーヘッド
マイクロホン６で聴取した音を各臨界帯域に帯域分割す
る臨界帯域フイルタ７と、音圧レベルを測定する音圧レ
ベル測定器８と、事前の実験によって作成した音像の上
下方向制御データベース９と、測定された音圧レベルと
音像の上下方向制御データベースのデータとの差分を算
出する差分算出器10と、聴取用音源信号の周波数特性を
補正する周波数イコライザ12とを備えている。

【００１６】音像の上下方向制御データベース９は、ダ
ミーヘッドを用いた頭部伝達関数の測定から求められ
る。この測定は無響室で行なわれ、無響室内にダミーヘ
ッドマイクロホンとスピーカとを向い合わせに置き、ス
ピーカは、ダミーヘッドマイクロホンに対する仰角が可
変できるように保持する。次いで、この仰角を一定に保
ったまま、スピーカから白色雑音を放射し、このときに
ダミーヘッドマイクロホンで測定した音を臨界帯域フイ
ルタで帯域分割し、各臨界帯域における相対音圧レベル
を測定して記録する。こうした測定を、仰角を一定角度
ずつ変えながら繰返し、音像の上下方向制御データベー
スを作成する。

【００１７】音像の上下方向の位置は、この装置を用い
て次のように制御される。音像位置を制御しようとする
音場１内にスピーカ５とダミーヘッドマイクロホン６と
を向い合わせに配置し、測定用白色雑音発生器２から測
定用の白色雑音を発生させる。この白色雑音は、増幅器
４で増幅された後、スピーカ５から音場１内に音源信号
として放射される。この放射された測定用音源信号は、
音場１の聴取位置に置かれたダミーヘッドマイクロホン
６で受音され、ダミーヘッドマイクロホン６は、聴取位
置の人間の左および右耳に入るべき音を測定する。ダミ
ーヘッドマイクロホン６で測定された信号は、臨界帯域
フイルタ７に出力され、そこで各臨界帯域に帯域分割さ
れた後、各臨界帯域の相対音圧レベルが音圧レベル測定
器８により算出される。

【００１８】音圧レベル測定器８の算出した各臨界帯域
の相対音圧レベルは、差分算出器10に出力される。差分
算出器10は、音像の上下方向制御データベース９から、
指定された仰角における各臨界帯域の相対音圧レベルの
データを読出し、この値と音圧レベル測定器８から入力
された値との差分を算出し、その結果を周波数イコライ
ザ12に出力する。周波数イコライザ12は、この差分を０
にするように、そのイコライザ特性を調整し、その調整
値を記憶する。

【００１９】次に、音場１のダミーヘッド６の位置（或
いはダミーヘッドの近傍）に聴取者を座らせ、音源信号
切替器３を聴取用音源信号発生器11側に切換えた後、聴
取用音源信号発生器11から聴取用音源信号を発生し、こ
の聴取用音源信号の周波数特性を周波数イコライザ12で
補正する。

【００２０】周波数特性が補正された聴取用音源の信号
は、増幅器４で増幅された後、スピーカ５から音場１内
に放射される。この音を聴いた聴取者は、設定された仰
角の位置に音像が在るように感ずることができる。

【００２１】このように、第１実施例の音像位置の制御
方法では、ダミーヘッドマイクロホン６で測定した白色
雑音信号を臨界帯域フイルタ７で帯域分割し、音圧レベ
ル測定器８で各臨界帯域の相対音圧レベルを算出し、音
像の上下方向制御データベース９のデータとの差分を差
分算出器10で算出し、その結果を周波数イコライザ12に
出力して、所定の仰角に対応する補正特性を周波数イコ
ライザ12に設定し、続いて、聴取用音源信号発生器11か
ら発生する聴取用音源信号の周波数を、周波数イコライ
ザ12で補正する。そうすることにより、聴取者の感じる
音像位置を任意に制御することができる。

【００２２】（第２実施例）第２実施例の装置は、図２
に示すように、測定用信号としてインパルスを発生する
測定用インパルス発生器13と、ダミーヘッドマイクロホ
ン６の聴取したインパルス応答をフーリエ変換により周
波数変換するフーリエ変換器14とを備えている。その他
の構成は第１実施例の装置と変わりがない。

【００２３】この装置では、測定用インパルス発生器13
から発生されたインパルスが、増幅器４で増幅された
後、スピーカ５を通じて音場１内に放射される。ダミー
ヘッドマイクロホン６は、このインパルス応答を測定し
てフーリエ変換器14に出力し、フーリエ変換器14は、入
力した信号にフーリエ変換を施して、その周波数スペク
トルを求め、音圧レベル測定器８は、フーリエ変換器14
から出力された信号の各臨界帯域における相対音圧レベ
ルを算出する。その後の動作は、第１実施例の場合と変
わりがない。

【００２４】このように、第２実施例では、測定用信号
にインパルスを用いて、音像の上下位置の位置を制御す
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の音像位置制御方法では、音像を上下方向の
任意の位置に設定することができ、舞台やコンサート会
場等、音を扱う各種の分野において、音響効果の幅を広
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例における音像位置制御方法を示すブ
ロック図、

【図２】第２実施例における音像位置制御方法を示すブ
ロック図、

【図３】従来の音像位置制御装置が使用される舞台の配
置を示す説明図、

【図４】従来の音像位置制御装置の構成を示すブロック
図でる。

【符号の説明】

１、29 音場 ２ 測定用白色雑音発生器 ３ 音源信号切替器 ４ 増幅器 ５、22、23ａ〜23ｎ スピーカ ６ ダミーヘッドマイクロホン ７ 臨界帯域フイルタ ８ 音圧レベル測定器 ９ 音像の上下方向制御データベース 10 差分算出器 11 聴取用音源信号発生器 12 周波数イコライザ 13 測定用インパルス発生器 14 フーリエ変換器 21 演技域 22 客席 24ａ、24ｂ スピーカ用加算分配装置 25ａ〜25ｍ 増幅装置 26ａ〜26ｍ マイクロホン 27 制御入力端 28 調整制御装置 29ａ〜29ｄ 遅延装置 30 音源用加算分配装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04S 7/00 H04S 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音場における音像の上下方向の位置を制
   御する音像位置制御方法において、 測定用信号を音場に放射し、前記音場の聴取位置に配置
   したダミーヘッドマイクロホンで前記音場における臨界
   帯域の相対音圧レベルを測定し、その測定値と、予め実
   験により作成した音像の上下方向の所定位置における前
   記相対音圧レベルのデータとの差分を求め、前記差分を
   解消できるように周波数イコライザの特性を調整し、前
   記音場に放射される聴取用信号の周波数特性を前記周波
   数イコライザによって補正することを特徴とする音像位
   置制御方法。
2. 【請求項２】 前記測定用信号として白色雑音またはイ
   ンパルスを用いることを特徴とする請求項１に記載の音
   像位置制御方法。