JP2011205603A

JP2011205603A - 立体音響システム

Info

Publication number: JP2011205603A
Application number: JP2010091757A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Sano; 泰生佐野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】２２．２マルチチャンネル音響システムの様に、今後の大規模化が予想される立体音響システムに補助音響手段を兼用する事で構成を簡潔なものとし、シネマ・コンプレックスやプレゼンテーション・ルーム、家庭用音響装置において立体音響システムの導入を円滑に行う事を目的とする。
【解決手段】
ニューロフォンを用いたステレオ／バイノーラル音響をサラウンド・スピーカーに代わる補助音響手段として用いる事で大規模立体音響システムが抱える導入コストや設置スペースに関した問題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明はスーパーハイビジョンを見据えた立体音響システム構築に関するものであり、特定的には立体音響システムの設置スペースが制約されるシネマ・コンプレックスやプレゼンテーション・ルーム、家庭用音響装置で２２．２マルチチャンネル音響システム等の大規模高品位立体音響再生を実現する技術および方法に関するものである。

現状の立体音響方式は、マルチチャンネル・サラウンド方式、スピーカーアレイ方式、２チャンネル方式の３種類を組み合わせる、もしくは発展させる事で実現されている。

マルチチャンネル・サラウンド方式はステレオ、センター、リアステレオを標準形としたもので、発展形態として２２．２マルチチャンネル音響システム（非特許文献１参照）が存在し、立体音響システムとしては最も普及した形態である。しかし生活環境の縮小傾向や音響機器の軽薄短小化から考えた場合、マルチチャンネル音響システムが今後の主流となる為には解決すべき課題が多い。

スピーカーアレイ方式はゾイレ型スピーカーシステムが音響フィルター特性を持つ事に注目したもので複数の遅延装置と複数のフルレンジ・スピーカーシステムによって構成する。しかし装置が大掛かりになる事やソフト（音源）と装置の互換性に乏しい事から一般家庭への普及が困難で、現状ではＴＶセットの一部への組み込みや各種プレゼンテーションでの試用が実現している程度である。

２チャンネル方式はダミーヘッド・レコーディングを起点として開発されたもので、多数の方式が存在し最も安価で実用的な方法である。人の聴覚が両耳に依っている事から最も自然な方式とも考えられるが、視覚情報が伴わない場合に背面からの音が聴取者の後方へ移動しないといった問題が古くから指摘されている。この問題点を解決する為に頭部伝達関数補正値を最適化する試みもなされているが聴取位置が限定されヘッドフォンによる聴取以外ではマルチチャンネル音響システムの様な自然な立体音響再現が困難である。

以上の様に立体音響を実現する各方式には一長一短があり、現状では用途や導入コストとの兼ね合いから選択されている。

本発明ではニューロフォンを用いたステレオ／バイノーラル音響をサラウンド・スピーカーに代わる補助音響手段として用いる事でステレオ・メイン・スピーカーによる音響のみを空間に放出させ、大規模音響システムが抱える導入コストや設置スペースに関した問題を解決しようとするものである。

ニューロフォンとは古くより存在する音響伝達手段で（特許文献１参照）、原型はＲＦ周波数を音響信号で振幅変調した送信パッド（アンテナ）を所定の人体部位に近接させる事で聴ニューロンや連動した各ニューロンを刺激して音響信号を知覚させるもので外耳や内耳損傷による聴覚障害の緩和装置（特許文献２参照）として考案されたものである。

ニューロフォンは日本国内において各種研究の後、明瞭な音響伝達が困難であると結論された為、既知技術とされていない。しかし現在では聴覚に最適化したニューロフォン（非特許文献２参照）が製品化され瞑想時のＢＧＭ用途等に利用されている。
ＮＥＲＶＯＵＳＳＹＳＴＥＭＥＸＣＩＴＡＴＩＯＮＤＥＶＩＣＥＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓＰａｔｅｎｔ３，３９３，２７９ＨＥＡＲＩＮＧＡＩＤＢＡＳＥＤＯＮＭＩＣＲＯＷＡＶＥＳＷＩＰＯ／ＰＣＴＰａｔｅｎｔＷＯ９３／１０７３０ＪＡＳｊｏｕｒｎａｌ２００４Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．１０濱崎公男氏放送における立体音響ニューロフォンＤＳＰホームページ内ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｕｒｏｐｈｏｎｅ．ｃｏｍ／ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ｈｔｍ）

サラウンド・スピーカーをニューロフォンによって代用する場合、２チャンネル以上のサラウンド情報をステレオ／バイノーラル情報に変換しなければならない。

ニューロフォンによる音響伝達では空気振動を用いない為、知覚される音響が頭部や外耳、内耳の形状に依存しない。更にステレオ／バイノーラルによるサラウンド再生技術が確立されている事やサラウンド・スピーカーに要求される音響品質がステレオ・メイン・スピーカーに比べ低下しても問題が少ない事が既知されている事から、これらの性質を利用してサラウンド情報の変換を行う。

サラウンド・スピーカーの削減方法として最も普及しているものは、頭部伝達関数補正値を最適化する事でステレオ信号を含む全サラウンド情報からステレオ信号を再生成する２チャンネル方式で、考案および実用化されている総数が１０を超えている。

しかしこれらの方式ではダミーヘッド・レコーディングと同様に視覚情報が伴わない場合に背面からの音を後方へ移動する事が困難である。

頭部伝達関数補正値に信号の逆相化を兼用する事で後方移動を実現した方式も実用化されているものの、この場合には前方定位から後方定位へ音像の連続移動を行った場合にヌルポイントが発生する。

本発明に類似のサラウンド・スピーカーの削減方法として特開２００６−３４５４８０が存在するが近接配置されたスピーカーを補助音響手段として用いる為、聴取位置が限定されてしまう。

これに対してニューロフォンを補助音響手段として用いる場合は、ステレオ・メイン・スピーカーの最適聴取範囲内であればサラウンド情報に大きな変質が生じず他方式に比較して最適聴取位置の拡大が可能である。

ニューロフォンを使っての音響知覚は複数の方法が考えられるが図１の様に刺激パッドをヘッドバンドと一体化した補助音響器具によって、こめかみから聴ニューロンを刺激し、両耳よりステレオ・メイン・スピーカーからの音響を聴取する方法が最適である。

図１の聴取形態の場合、図２の音響機器付加回路、又は装置によって立体音響再生を実現する。マルチチャンネル化された立体音響信号はステレオ・メイン信号と各種方式ごとに異なるＮｃｈサラウンド信号に分離して各種操作を行う。

ステレオ・メイン信号は通常の２ｃｈステレオと同様の扱いで、聴取者の嗜好により音質や音量調整を行うプリアンプ（５）、電力増幅を行うメインアンプ（６）を通過後、スピーカーシステム（７）によって音響振動に変換する。本発明では聴取者の両耳が完全にフリーとなる為、ステレオ／バイノーラル畳み込み回路（９）の特性をバイノーラルとする事でスピーカーシステムをヘッドフォンやイヤーフォンへ置き換え可能である。

Ｎｃｈサラウンド信号は聴取者の嗜好によりＮｃｈ分の音質や音量調整を行うプリアンプ（８）、Ｎｃｈサラウンド信号を２ｃｈステレオ信号として畳み込みするステレオ／バイノーラル畳み込み回路（９）、使用するニューロフォンの伝達特性を補償するニューロフォン・イコライザー（１０）、使用するニューロフォンに最適な伝送形態を付加するニューロフォン・変調器（１１）の後、アンテナ、コイル等ニューロン刺激送信手段（１２）として出力する。

本実施例では導入コストや設置スペースを優先した為、使用するスピーカーシステムをステレオとした。しかしＬＦＥ信号の様な低域効果成分は体感する事を前提に付加する事が多い為、請求項３の様に別途ＬＦＥ信号を体感振動装置へ接続する応用例や体感振動装置をスピーカーシステムに置き換えた応用例が考えられる。

本発明利用時の頭部概略である。ステレオ出力以外の全サラウンド成分をニューロフォン伝送に依った実施例ブロック図である。

１頭部概略
２ニューロン刺激パッドを取り付けたヘッドバンド
３本発明利用時の両耳概略
４ステレオ音響による空気振動
５ステレオ・メイン信号用プリアンプのブロック図表記
６ステレオ・メイン信号用メインアンプのブロック図表記
７スピーカーシステムのブロック図表記
８サラウンド用チャンネルに用いるプリアンプのブロック図表記
９サラウンド用チャンネルのステレオ／バイノーラル畳み込み回路ブロック図表記
１０ニューロフォン・イコライザーのブロック図表記
１１ニューロフォン・変調器のブロック図表記
１２アンテナ、コイル等ニューロン刺激送信手段のブロック図表記

Claims

立体音響再生設備において、ニューロフォンを用いたステレオ／バイノーラル音響をサラウンド・スピーカーシステムに代わる補助音響手段として用いる事でステレオ再生に用いる２台のスピーカーシステム以外を削減する事を特徴とする音響機器付加回路および装置。
立体音響再生設備において、ニューロフォンを用いたステレオ／バイノーラル音響をサラウンド・スピーカーシステムに代わる補助音響手段として用いる事でステレオ再生に用いる２台のスピーカーシステムと複数のＬＦＥ（低域効果音）用スピーカーシステム以外を削減する事を特徴とする音響機器付加回路および装置。
請求項２において複数のＬＦＥ用スピーカーシステムが体感振動装置によって実現される事を特徴とする音響機器付加回路および装置。
請求項１、請求項２、請求項３、をディジタル信号処理（ＤＳＰ）によって実現するバイナリーコードを含むソフトウェアおよび媒体。