JPH04109798A - 音場再生システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、音楽の演奏やカメラ一体型ＶＴＲ撮影時の収
音から再生までの音場再生システムに関するものである
。

従来の技術 近年、民生用オーディオ録音装置はデイジタルオーディ
オテーブレフーダにみられるように急速に性能向上が図
られている。また、カメラ一体型ビデオ撮影装置でも、
いわゆるハイファイ２チヤンネル録音を行うことが主流
となりつつある。

以下、図面を参照しながら、従来の収音装置について説
明する。

第７図は従来のペアマイクロホン方式の収音装置の構成
を示す図である。

第７図において、１０１．　１０２は単一指向性マイク
ロホン、１０３はマイクロホンホルダである。単一指向
性マイクロホン１０１と１０２は両者の指向軸が角度α
゛で交差し、両者の先端部の間隔がｄ［ｍコとなるよう
にマイクロホンホルダ１０３に固定されている。角度α
　は通常９０〜１５０’　　　？イクロホン間隔ｄは０
．２［ｍ］程度とすることが多い。

以上のように構成されたペアマイクロホン方式の収音装
置の動作について説明する。第８図は第７図のように配
置された単一指向性マイクロホンのｔｈ方向を示す図で
ある。単一指向性マイクロホンの指向性り、、（θ）は
、θを指向軸方向を０反時計回り方向を正とする角度で
、第（１）式であられされる。

Ｄ、。（θ）＝　（１＋ｃｏｓ　（θ）　）　／２−（
１）実際に収音を行う場合には、単一指向性マイクロホ
ン１０１．　１０２の指向軸が成す角を２等分する方向
が音源方向となるように、ペアマイクロホンを固定する
。ペアマイクロホン方式の収音装置の出力を受聴位置の
前方左右に配置した再生装置により再生すれば、いわゆ
るステレオ再生ができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の従来の構成では、正面方向の感度が
低いため、中央部の音が抜けて左右に分離したような音
像になってしまう現象（中抜け）が起こりやすくなる。

また、前方部分しか収音していないので音場全体の臨場
感を忠実に再生することができないという課題を有して
いた。

本発明は上記課題を解決するもので、中抜けを防ぎ、か
つ原音場全体の臨場感を忠実に再生するための音場再生
システムを提供することを第１の目的とする。

また、双指向性マイクロホンの指向軸が直交してつくる
平面上の原音場を忠実に再生するための音場再生システ
ムを提供することを第２の目的とする。

また、原音場を忠実に立体再生するための音場再生シス
テムを提供することを第３の目的とする。

課題を解決するための手段 上記第１の目的を達成するために本発明の音場再生シス
テムは、１個の無指向性マイクロホンと、ｎ個の双指向
性マイクロホンと、信号を再生づるためのｍ本のスピー
カと、前記（ｎ＋　１）個のマイクロホンの出力信号を
入力し、前記ｍ本のスピーカで再生するための変換を施
す信号変換手段とを具備した構成を有するものである。

また、上記第２の目的を達成するために本発明の音場再
生システムはｎ＝２とし、２個の双指向性マイクロホン
の指向軸が互いに直交するように配置した構成を有する
ものである。

さらに、上記第３の目的を達成するために本発明の音場
再生システムはｎ＝３とし、３個の双指向性マイクロホ
ンの指向軸が互いに直交するように配置した構成を有す
るものである。

作用 上記の構成により、本発明は無指向性マイクロホンによ
り、音場全体の臨場感を収音することとなり、双指向性
マイクロホンを複数組み合わせて持つことにより、中抜
けを防ぐ。

また、指向軸が互いに直交する双指向性マイクロホンを
２個としたことにより、直交する指向軸のつくる平面上
の原音場を忠実に再生させることとなる。

さらに指向軸が互いに直交する双指向性マイクロホンを
３個としたことにより原音場の立体忠実再生を可能にす
る。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

例えば、無指向性マイクロホン１個、双指向性マイクロ
ホン２個とスピーカ４本を用いて、水平面上の原音場を
忠実に再生する場合を考える。

第１図は、本発明の実施例における音場再生システムの
ブロック図である。第１図におイテ、１と３は双指向性
マイクロホン、２は無指向性マイクロホンである。双指
向性マイクロホン１，３は、指向軸が互いに直交するよ
うに配置される。４は双指向性マイクロホン１，３出力
と、無指向性マイクロホン２出力とを入力する信号変換
手段、５゜６、　７．　８は信号変換手段４が出力する
Ｌｆ倍信号Ｌｂ倍信号Ｒｆ倍信号Ｒｂ信号を再生するス
ピーカである。

以上のように構成された本実施例の音場再生システムに
ついて、以下その動作を説明する。

双指向性マイクロホン１，３と無指向性マイクロホン２
の出力は信号変換手段４てＬｆ倍信号Ｌｂ倍信号Ｒｆ倍
信号Ｒｂ信号に変換される。４チヤンネルの信号を４個
のスピーカを使って再生することにより、音場全体の臨
場感を忠実に再生し、中抜けのない音場再生が可能とな
る。

第２図（Ａ）、　　（Ｂ）は、本実施例の音場再生装置
のマイクロホンの配置を示す平面図である。第２図にお
いて、１と３は双指向性マイクロホン、２は無指向性マ
イクロホンである。双指向性マイクロホン１，３は、指
向軸が互いに直交するように配置される。２１はマイク
ロホンホルダである。

以後の説明のために、双指向性マイクロホン１の指向軸
をｙ軸、双指向性マイクロホン３の指向軸をｙ軸とする
ことにする。また、双指向性マイクロホン１の出力をＢ
ＸＮ　　無指向性マイクロホン２の出力を○、双指向性
マイクロホン２の出力をＢｙとする。第２図に破線で双
指向性マイクロホン１．３の指向軸を示した。

それぞれのマイクロホンの指向性は、θをＸ軸方向をＯ
゛　反時計回りを正とする角度として、（２）式〜（４
）式であられされる。

双指向性マイクロホン１の指向性Ｄ［ｌｘ（θ）ＤＩＩ
Ｘ　（θ）＝＝ＣＯＳ（θ’）　　　　　　　・（２）
無指向性マイクロホン２の指向性り。（θ）Ｄｏ（θ）
＝１　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）双
指向性マイクロホン３の指向性り、Ｙ（θ）Ｄ８．（θ
）＝ｓｉｎ（θ）　　　　　　　・（４）第３図は第２
図の２個の双指向性マイクロホンと１個の無指向性マイ
クロホンの指向性を示す図である。第３図（ａ）は双指
向性マイクロホン１の指向性を、第３図（ｂ）は無指向
性マイクロホン２の指向性を、第３図（Ｃ）は双指向性
マイクロホン３の指向性を示している。第３図（ａ）の
ｘ＜０の領域と第３図（Ｃ）のｙ＜Ｏの領域で指向性を
示す曲線が破線になっているのは、この領域が逆相であ
ることをボす。

以上のような特性を持ったマイクロホンでｙ軸の正の方
向にある音源を収音したとする。それぞれのマイクロホ
ンの出力信号ＢＸＩ　　０１　　Ｂｙは信号変換手段４
に入力される。

以下、信号変換手段４について説明する。

第４図は信号変換手段４の構成を示すブロック図である
。第４図において、４１は双指向性マイクロホン１の出
力を入力するＢｘ入力端子、４２は無指向性マイクロホ
ン２の出力を入力するＯ入力端子、４３は双指向性マイ
クロホン１の出力を入力するＢｙ入力端子、４４はＢｘ
を増幅し、ａＢｘをつくる増幅回路、４５は０を増幅し
、ａＯをつくる増幅回路、４６はＢｙを増幅しａＢｙを
つくる増幅回路、４７は増幅回路４４の出力ａＢ×の逆
相信号−ａＢｘをつくる位相反転回路、４８は増幅回路
４６の出力ａＢｙの逆相信号−ａＢｙをつくる位相反転
回路、４９はａＢｘ、　　Ｏ，ａＢｙを加算する加算器
、５０はａ　Ｂ　ｘ、　　○、　　−ａＢｙを加算する
加算器、５１は−ａ　Ｂ　Ｘ、　　Ｏ＋　　ａＢｙを加
算する加算器、５２は−ａＢｘ、Ｏ。

ａＢｙを加算する加算器、５３は加算器４９の出力を出
力するＬｆ信号出力端子、５４は加算器５０の出力を出
力するＬｂ信号出力端子、５５は加算器５１の出力を出
力するＲｆ信号出力端子、５６は加算器５２の出力を出
力するＲｂ信号出力端子である。

以上のように構成された信号変換手段４の動作について
説明する。信号変換手段４の各入力信号と出力信号との
間の関係は（５）弐〜（８）式であられされる。

Ｌｆ＝ａ　　（０＋Ｂｘ＋Ｂｙ）　　　　　　　＝１５
）Ｌｂ＝ａ　　（０＋Ｂｘ−Ｂｙ）　　　　　　　−（
６）Ｒｆ＝ａ　（０−Ｂｘ＋Ｂ’Ｙ）　　　　　　　＝
１７）Ｒｂ＝ａ　　（０−Ｂｘ−Ｂｙ）　　　　　　　
＝１８）（５）弐〜（８）式のように作られた信号変換
手段４の出力信ぢの指向性は（９）弐〜（１２）式のよ
うになる。

Ｌｆ倍信号指向性 ＤＬｌ（θ）＝　（１＋ｃｏｓ（θ）＋５ｉｎ（θ）ｌ
／　２　　・（９）Ｒｂ信号の指向性 ＤＬｂ（０）＝（１＋ｃｏｓ（θ　）−ｓｉｎ（θ　）
］／２　・　（１０）Ｒｆ倍信号指向性 Ｄ　Ｒｔ　（θ　）＝　ｆ　１　−ｃｏｓ（θ　）＋５
ｌｎ（０）　ｌ／　２−　（１１）Ｒｂ信号の指向性 ＤＲｂ（θ）＝１１−ｃｏｓ（θ）−ｓｉｎ（θ）ｌ／
　２　・（１２）（９）弐〜（１２）式に示した指向性
を第５図（ａ）〜（ｄ）に示す。第５図かられかるよう
に、Ｌｆ倍信号指向性り口（０）は１３５゛方向に、Ｒ
ｂ信号の指向性ＤＬｂ（θ）は２２５゛方向に、Ｒｆ倍
信号指向性ＤＲ２（θ）は４５°方向に、Ｒｂ信号の指
向性ＤＩｌｂ（θ）は３１５　方向に、それぞれ最大の
感度を持つ。以上が信号変換手段４の説明である。

第６図は信号変換手段４の出力信号を再生するときのス
ピーカ配置の一例を示す図である。第６図で６１はりス
ニングルーム、６２はリスニングルーム内の受聴位置の
左前方に配置され、Ｌｆ倍信号再生するスピーカ、６３
はリスニングルーム内の受聴位置の右前方に配置され、
Ｒｆ倍信号再生するスピーカ、６４はリスニングルーム
内の受聴位置の左後方に配置され、Ｒｂ信号を再生する
スピーカ、６４はリスニングルーム内の受聴位置の右後
方に配置され、Ｒｂ信号を再生するスピーカである。

第６図のスピーカ配置で、信号変換（段４の出力信号を
再生することにより、中抜けのない音場再生が可能とな
る。

以上のように本実施例によれば、中央部のマイクロホン
感度が良好なので、音像の定位か良く、また、水平面上
で指向軸を互いに直交させることにより、水平面上の音
場を均一に収音することができ、水平面上の原音を忠実
に再生することが可能となる。

なお、２個の双指向性マイクロホンの指向軸の作る平面
は水平面に限らす無数にあるので、無数の平面上の音場
を忠実に再生することができる。

さらに指向軸が互いに直交する３個の双指向性マイクロ
ホンを用いるとき、例えば指向軸が水平面上で直交する
２個の双指向性マイクロホンと、垂直方向に指向軸を持
つマイクロホンとを備えた場合を考えると、水平方向の
音場情報に垂直方向の情報が加わり、立体的に音場を再
生することができる。この場合は同一平面上にないスピ
ーカ４個以上を使って音場再生を行う。

また、この音場再生システムはホールなどの音響をフン
トロールするためのエア争モニタに応用すると効果的で
ある。ホールの天井に本発明の音場収音用マイクロホン
を取り付け、エア・モニタ用のスタジオで複数のスピー
カで再生する。音場の臨場感を忠実にモニタすることが
できれば、より適切な音響調節を行うことができる。

発明の効果 以上のように本発明は、１個の無指向性マイクロホンｈ
、ｎ個の双指向性マイクロホンとで収音することにより
原音場を忠実に再生することができ、中央部の音像の定
位を良くする。また、１個の無指向性マイクロホンと、
２個の双指向性マイクロホンとで収音することにより、
その指向軸の作る平面上の原音場を忠実に再生すること
ができる。さらに１個の無指向性マイクロホンと、３個
の双指向性マイクロホンとで収音することにより原音場
を立体再生するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における音場再生システムの
ブロック図、第２図は同実施例におけるマイクロホンの
配置を示す平面図、第３図（ａ）は双指向性マイクロホ
ン１の指向性を示す特性図、第３図（ｂ）は無指向性マ
イクロホン２の指向性を示す特性図、第３図（Ｃ）は双
指向性マイクロホン３の指向性を示す特性図、第４図は
信号変換手段４の構成を示すブロック図、第５図（ａ）
はＬｆ倍信号指向性ＤＬＬ（θ）を示す特性図、第５図
（ｂ）はＬｂ倍信号指向性り１．（θ）を示す特性図、
第５図（Ｃ）はＲｆ倍信号指向性ＤＲ，（θ）を示す特
性図、第５図（ｄ）はＲｂ信号の指向性Ｄｂｂ（０）を
示す特性図、第６図は信号変換手段の出力信号再生前の
スピーカ配置の一例を示す平面図、第７図は従来のペア
マイクロホン方式の収音装置の配置構成を示す平面図、
第８図は第７図のように配置された単一指向性マイクロ
ホンの指向性を示す特性図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｎ個（ｎは２以上の整数）の双指向性マイクロホ
   ンと、 １個の無指向性マイクロホンと、 信号を再生するためのｍ本のスピーカと、 前記（ｎ＋１）個のマイクロホンの出力信号を入力し前
   記ｍ本（ｍは整数）のスピーカで再生するための変換を
   施し、各スピーカに出力する信号変換手段とを具備した
   音場再生システム。
2. （２）ｎ＝２とし、２個の双指向性マイクロホンの指向
   軸が互いに直交するように配置した請求項１記載の音場
   再生システム。
3. （３）ｎ＝３とし、３個の双指向性マイクロホンの指向
   軸が互いに直交するように配置した請求項１記載の音場
   再生システム。
4. （４）信号変換手段は、 ２個の双指向性マイクロホンの出力をそれぞれ増幅する
   第１，第２の増幅器と、 その第１，第２の増幅器の出力をそれぞれ位相反転する
   第１，第２の位相反転回路と、 無指向性マイクロホンの出力を増幅する第３の増幅器と
   、 前記第１〜第３の増幅器の出力を加算する第１の加算器
   と、 前記第１，第３の増幅器の出力および前記第２の位相反
   転回路の出力を加算する第２の加算器と、前記第２，第
   ３の増幅器の出力および前記第１の位相反転回路の出力
   を加算する第３の加算器と、前記第１，第２の位相反転
   回路の出力および前記第３の増幅器の出力を加算する第
   ４の加算器とからなる請求項２記載の音場再生システム
   。