JP2737595B2 - 音場制御装置 - Google Patents
音場制御装置Info
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
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- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
Description
空間の音場を音響帰還系を用いて制御する装置に関し、
聴感上の異和感を生じることなくカラレーションの低減
とハウジングマージンの拡大を図るとともに拡散性を向
上させたものである。
る装置として、回転拡散板があった。これは室内に配し
た拡散板を残響減衰波形の減衰過程を通じて連続的に回
転して室の境界条件を時々刻々変化させ、これにより室
のモード(定在波)の周波数、伝搬経路、レベルなどを
時々刻々変化させて、等価的にモードの数を増したのと
同じにして制御性を向上させたものである。
的に実現したものとして、従来図2の例に示すような種
々のアコースティック・フィードバック(Acoust
icFeedback:音響帰還)系があった。以下、
これらの構成を音場制御装置と呼称する。この例は、室
10内にスピーカ12とマイクロホン14を適宜の距離
隔てて配置し、マイクロホン14で収音した音をヘッド
アンプ16を介してFIR(Finite Impul
se Response:非巡回型)フィルタ18に供
給して残響信号を生成し、これをアンプ20を介してス
ピーカ12に帰還することにより、室10内の音場の拡
散を図ったものである。このような音響帰還系あるいは
音場制御装置では、スピーカ12とマイクロホン14と
の距離に基づく遅延時間が一定であるため、周波数軸上
に鋭いピークが現われ、聴感上カラレーションが生じ、
またピーク位置でハウリングが生じる問題があった。
18のパラメータを時間軸上で連続的かつランダムに移
動させることにより、特定の周波数にピークが生じない
ようにして、カラレーションの低減とハウリングマージ
ンの拡大を図っていた。
パラメータを時間軸上で変化させることは、周波数軸上
での変化につながるので、FM変調による歪みが発生し
て、聴感上異和感を生じさせる問題があった。またスピ
ーカと各マイク間の伝送特性のピーク・ディップによる
カラレーションやハウリングの問題も未解決のままであ
った。
点を解決して、聴感上の異和感を生じることなくカラレ
ーションの低減とハウリングマージンの拡大を図るとと
もに、制御性を向上させた音場制御装置を提供しようと
するものである。
マイクロホンのうち少くとも一方が複数設けられた音響
帰還系を構成してスピーカに対するマイクロホンの収音
信号の供給先を刻々と切換えまたは供給配分を刻々と変
化させるようにしたものである。
の距離が様々な音響帰還系のルートが絶えず切換えられ
または供給配分が絶えず変化するので、いわゆる空間平
均効果により周波数特性が平坦化され、これによりカラ
レーションの低減とハウリングマージンの拡大を図るこ
とができる。しかも、同時に複数の音響帰還系が構成さ
れるので、ルートの切換え等に伴うFM変調による歪は
発生しにくくなり、聴感上の異和感が生じにくくなる。
また、同時に複数の音響帰還系が構成されるので、制御
性を向上させることができる。最終的には装置の安定性
や制御幅(可変幅)の拡大または音場の自然さの向上へ
繋げることができる。
その構成を示す。室22(ホール、残響室等)は、平面
形状が略々L字型とされ、その一辺を構成する空間22
aには、4個のスピーカ24(24−1,24−2,2
4−3,24−4)が相互に適宜の距離(等距離である
必要はない)を隔てて配置されている。また、L字の他
辺を構成する空間22bには、4個のマイクロホン30
(30−1,30−2,30−3,30−4)が適宜の
距離(等距離である必要はない)を隔てて配置されてい
る。室22内を通ってスピーカ24−1から各マイクロ
ホン30−1乃至30−4に至る距離は相互に異なって
いる。同様に、スピーカ24−2乃至24−4から各マ
イクロホン30−1乃至30−4に至る距離もそれぞれ
相互に異なっている。これら室22、各スピーカ24、
各マイクロホン30は音響帰還信号路を構成している。
ネータ35〜38およびヘッドアンプ40〜43を通過
する4本の信号路45〜48と、スイッチ50〜53を
およびアンプ55〜58を通過する4本の信号路60〜
63を介して各スピーカ24に帰還される。信号路45
〜48と信号路60〜63とで電気帰還信号路64を構
成し、全体で複数の音響帰還系を構成している。なお、
アッテネータ35〜38は例えば各スピーカ24からの
距離が遠いものほど減衰量を小さく(ゲインを大きく)
して、音響帰還系ごとのループゲインのばらつきを補正
するのに用いる。
と信号路60〜63との接続を時々刻々と切り換えるも
ので、信号路45〜48と信号路60〜63をそれぞれ
VCA(電圧制御増幅器)等の可変利得回路68を介し
て相互に接続するマトリクス回路を構成している。CP
U70で各可変利得回路68のゲインを4本の帰還系全
体のゲインをほぼ一定に保って時々刻々緩やかに変化さ
せることにより、信号路45〜48と信号路60〜63
の接続が時々刻々と緩やかに変化する。
力と出力の接続状態の変化を図3に示す。これによれ
ば、入力1は出力1→2→3→4と時々刻々と切り換え
られていき、これと同時に入力2は、出力4→1→2→
3、入力3は出力3→4→1→2、入力4は出力2→3
→4→1と切り換えられていく(各入力1〜4は絶えず
出力1〜4のいずれかに接続されている)。そして、各
時点の接続状態に応じて各マイクロホン30の収音信号
が各スピーカ24に帰還されて発せられる。各スピーカ
24で発せられた音は、室22内を通って各マイクロホ
ン30で再び収音される。
自然さを感じない程度にゆっくりとかつ平均化の効果が
十分に発揮できる程度に早くする必要があり、実験によ
れば各チャンネル1回の切換えあたり、0.5sec〜
数sec程度が効果的であった。
び配給レートが絶えず切換えられる。この場合、各スピ
ーカ24と各マイクロホン30との距離(つまり遅延時
間)はルートごとに様々なので、各音響帰還系を合わせ
たループゲインは平均化され、周波数特性は平均化され
る。その結果カラレーションが低減され、ハウリングマ
ージンが拡大される。しかも、同時に複数の異なる音響
帰還系が構成されているので、ルートの切換えに伴なう
FM変調による歪は発生しにくくなり、聴感上の異和感
が生じにくくなる。また、同時に複数の異なる音響帰還
系が構成されるので、拡散性が向上し、よりスムーズで
より直線減衰に近い残響減衰波形が得られ、ちょうど回
転拡散板のような効果が得られる。
を良好な状態に調整する音場制御や、音量感、残響感、
拡がり感などの音響特性を増強する音場支援や、吸音率
測定、残響測定などの音場測定などに用いることができ
る。音場測定を行なう場合は、スイッチ50〜53を接
点a側に接続して単一または複数の音源ジェネレータ9
1(通常の定常バンドノイズ法の場合はバンドノイズジ
ェネレータ、インパルス自乗積分法即ちSchroed
er法の場合は短音(フィルタードインパルス発生器)
から音源信号を出して各スピーカ24から発声し、発声
が完了したら、スイッチ50〜53を接点b側に接続し
て帰還信号路64を形成して測定を行なう。図1のシス
テムでは前述のように、スムーズで直線減衰に近い残響
減衰特性が得られるので、精度のよい音場測定を行なう
ことができる。
インを−∞〜0dBに制御して、ルートを完全に切換え
るようにしたが、−∞まで落とさずに各ルートへの配分
を時々刻々変化させるような用い方をすることもでき
る。
可変利得回路68に代えて、図4に示すようにアナログ
スイッチ72で構成することもできる。この場合、CP
U70による制御マトリクス66の入力と出力の接続状
態は、例えば図5のように変化する。この場合も、各入
力1〜4は絶えず出力1〜4のいずれかに接続されてい
る。
4には、遅延要素を特に設けなかったが、FIRフィル
タ等を各信号路ごとに挿入することもできる。この場合
フィルタパラメータを各信号路ごとに異ならせれば、拡
散性はより向上する。
各マイクロホン30との距離を大きくかせぐとともに、
各スピーカ24と各マイクロホン30との距離を相互に
大きく異ならせるために室22をL字状に構成したが、
これに限るものではない。例えば、図6(a)は、平面
四角形の室22の前方に各スピーカ24を配置し、後方
に各マイクロホン30を配置したものであるが、これで
も各スピーカ24と各マイクロホン30との距離は微妙
に異なっているので、拡散効果は得られる。また、図6
(b)は図6(a)のものに各マイクロホン30ごとに
遅延時間が異なる遅延回路80〜83を設けて(遅延時
間を例えばτ1>τ2>τ3>τ4とする)、図1と同
様の遅延時間を得るようにしたものである。また、図6
(c)は、各マイクロホン30を室22の壁面側に配置
したもので、これによれば各スピーカ24と各マイクロ
ホン30との距離差をよりかせぐことができる。この場
合、各スピーカ24に対し距離が近いマイクロホンほど
アッテネータ35〜38で収音信号を減衰させることに
より、音響帰還系のルートごとのループゲインのばらつ
きを補正する。
ロホンの数を4個ずつとしたがこれに限るものではな
い。また、スピーカとマイクロホンの数が同数である必
要はない。例えば、図7(a)に示すように、複数の収
音信号を時々刻々切換えて、単数のスピーカ24に供給
するような音響帰還信号路を構成したり、遂に、図7
(b)に示すように、単数の収音信号を時々刻々切換え
て、複数のスピーカ24−1,24−2,24−3に供
給するように構成してもよい。また、複数の収音信号を
加算して用いることもできる。
ば、スピーカとマイクロホンとの距離および室内におけ
る位置が様々な音響帰還系のルートや配給レートの絶え
間ない変化により、時々刻々と変化するので、周波数特
性が平坦化され、これによりカラレーションの低減とハ
ウリングマージンの拡大を図ることができる。しかも、
同時に複数の音響帰還系が構成されるので、ルートの切
換え等に伴うFM変調による歪は発生しにくくなり、聴
感上の異和感が生じにくくなる。また、同時に複数の音
響帰還系が構成されるので、拡散性を向上させることが
できる。結果的に装置のハウリングや音質変化に対する
安定性や、制御幅(可変幅)の拡大、あるいは音場の音
質の自然さの改善などが可能となる。
回路図である。
の入力と出力の接続状態の変化を示す図である。
た例を示す回路図である。
の入力と出力の接続状態の変化を示す図である。
る。
ある。
ピーカ 30(30−1,30−2,30−3,30−4) マ
イクロホン 66 制御マトリクス(収音信号供給手段)70 CPU(収音信号供給手段)
Claims (3)
- 【請求項1】複数のマイクロホン(30)と、 1つのスピーカ(24)と、 マイクロホン(30)とスピーカ(24)が接続され、
それぞれのマイクロホン(30)の収音信号をスピーカ
(24)にフィードバックさせる収音信号供給手段(6
6)とを有し、 スピーカ(24)は、室内に配置され、 マイクロホン(30)は、スピーカ(24)と適宜の間
隔を隔てて室内に配置され、 収音信号供給手段(66)は、それぞれのマイクロホン
(30)からスピーカ(24)への収音信号の供給を周
期的に切り換え、もしくは、周期的に変化させるように
制御する 音場制御装置。 - 【請求項2】1つのマイクロホン(30)と、 複数のスピーカ(24)と、 マイクロホン(30)とスピーカ(24)が接続され、
マイクロホン(30)の収音信号をそれぞれのスピーカ
(24)にフィードバックさせる収音信号供給手段(6
6)とを有し、 スピーカ(24)は、室内に配置され、 マイクロホン(30)は、スピーカ(24)と適宜の間
隔を隔てて室内に配置され、 収音信号供給手段(66)は、マイクロホン(30)か
らそれぞれのスピーカ(24)への収音信号の供給を周
期的に切り換え、もしくは、周期的に変化させるように
制御する音場制御装置。 - 【請求項3】複数のマイクロホン(30)と、 複数のスピーカ(24)と、 マイクロホン(30)とスピーカ(24)が接続され、
それぞれのマイクロホン(30)の収音信号をそれぞれ
のスピーカ(24)にフィードバックさせる収音信号供
給手段(66,70)とを有し、 スピーカ(24)は、室内に配置され、 マイクロホン(30)は、スピーカ(24)と適宜の間
隔を隔てて室内に配置され、 収音信号供給手段(66,70)は、それぞれのマイク
ロホン(30)からそれぞれのスピーカ(24)への収
音信号の供給を周期的に切り換え、もしくは、周期的に
変化させるように制御する音場制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5092040A JP2737595B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 音場制御装置 |
DE69420881T DE69420881T2 (de) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | Schallfeldkontrollgerät |
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US08/708,358 US5642425A (en) | 1993-03-26 | 1996-09-04 | Sound field control device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Publications (2)
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---|---|
JPH06284493A JPH06284493A (ja) | 1994-10-07 |
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Family
ID=14043422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5092040A Expired - Lifetime JP2737595B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 音場制御装置 |
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