JPH02114799A - 立体音像の採取装置と再生装置、立体音像情報の送出方法と再生装置、立体音像情報の記録方法と再生装置 - 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〕 この発明は、立体音像情報の採取および再生にホログラ
フィに類似した技術を適用し、より現実に近い立体音像
を再生するための立体音像の採取装置と再生装置、立体
音像情報の送出方法と再生装置および立体音像情報の記
録方法と再生装置に関するものである。

（従来の技術〕 従来の立体音像再生方法には、レコードやテプレコーダ
などの再生に使用されているいわゆるステレオ再生方法
がある。これは、原理的には音を左右２個のマイクロフ
ォン（以下マイクと記載する）で採取し、マイクの位置
に対応した左右２個のスピーカで再生する方法である。

この方法によると再生音に方向性が出るため、ある程度
立体感のある音場か再生できる。しかし、この方法では
完全に元の音の立体性を再現することは不可能であり、
立体感をさらに強く出すため、スピーカを後部にも２個
配置する方法や、前部に３個後部に１個配置する方法な
どかあり、劇場などで使われる方法としてさらに多くの
スピーカを前後、左右、上部などに配置する方法なども
ある。

しかし、従来の立体音像再生方法では、雰囲気を高める
のに役立つ擬似的な立体感が得られるだけであり、音源
の位置を正確に聞き分ける（定位）ことができるような
本当の意味の立体的再生は困難である。

第１８図に従来の立体音像再生方法の例としてマイクを
２個使用して音を採取し、２個のスビカにより再生する
場合の例を示す。この図において、６０は音源群、６１
．６２はマイク、６３６４は増幅器、６５．６６はスピ
ーカ、６７乃至６９は聴取者である。聴取者６８は両ス
ピーカ６５．６６までの距離が等しい位置にある。マイ
クロ１．６２には各音源からの音が各音源までの距離に
応じた強さで到達し、各マイクロ１．６２はその強さに
応じた電気信号を発生する。スピーカ６５．６６はそれ
ぞれマイクロ４．６２で発生した信号に対応した音、す
なわち、それぞれマイクロ１、．６２の位置で聞こえる
音に対応した音を発する。音源群６０による音場とスピ
ーカ６５，６６が発する音による音場とは隔壁７０によ
り隔離されており、それぞれに音場は独立である。

この場合重要なことは、マイクロ１．６２の位置に存在
する音には、音の強さと音源の方向に関する情報とが含
まれているのに対し、各マイクロ１．６２が発生する電
気信号は、そのマイクロ１．６２の位置に存在する音の
強さに対応した情報は含むが、音源の方向に関する情報
は含まれていないことである。したがって、スピーカ６
５．６６が発する音には音源までの距離に対応した情報
は含まれているが、音源の方向に関する情報は失われて
おり、上記の方法によって音源の方向まで再生すること
は木質的に不可能である。再生音における音源の方向は
あくまでスピーカ６５．６６であり、聴取者６７乃至６
９が聞く音における方向感はスピーカ６５．．６．６ま
での距離によって変化する。したかって、聴取者６７乃
至６９が聞く音は音源群６０の各音源の位置が異なり、
僅かに各スピーカ６５．６６までの距離が等しい聴取者
６８だけが原音場に比較的類似した方向性を持った音を
聞くことができる。

〔発明か解決しようとする課題〕 以上説明したように、第１８図に示した従来のステレオ
では、音源の位置を正確に聞き分けることは不可能であ
る。テレビ会議システムなどにおいては、どの席に座っ
ている出席者が発言しているかか声の聞こえてくる方向
で間き分けられれば、自然な７囲気で会議を進める上で
効果が大きいが、従来のステレオでは出席者の位置を定
位することは困難である。また、音楽を鑑賞する場合は
具体的な個々の音源（すなわち楽器）か正確に定位でき
ることは必ずしも必要ではないが、スピカの前のどの鑑
賞者も同じように定位でき、同じような立体感で鑑賞で
きるためには音楽であっても定位は正確であることが重
要である。そこで、より音源の位置が正確に再現できる
音場の再生方法の出現が望まれていた。

この発明の目的は、音源の位置を正確に再現するための
立体音像の採取装置と再生装置、立体音像情報の送出方
法と再生装置、立体音像情報の記録方法と再生装置等を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる立体音像の採取装置は、マイクロホン
か配列されている面内における音波の振幅の分布におけ
る空間周波数の採取対象とする最大空間周波数成分の波
長の１／２の長さ以下の間隔で配列されたマイクロホン
群を有するものである。

また、この発明にかかる立体音像の再生装置は、前記採
取装置に記載のマイクロホン群と同じ位置関係で配列し
、各マイクロホンに対応した位置のスピーカにより対応
したマイクロホンが採取した音を再生する接続としたも
のである。

また、この発明にかかる立体音像情報の送出方法は、マ
イクロホンが配列されている面内における音波の振幅の
分布における空間周波数の採取対象とする最大空間周波
数成分の波長の１／２の長さ以下の間隔で配列されたマ
イクロホン群を用いて採取した音に対応した信号を、各
マイクロホンの位置を識別するための情報とともに通信
装置により送出するものである。

そして、この発明にかかる立体音像情報の再生装置は、
前記立体音像情報の送出方法によって送出された立体音
像情報に対応した信号を再生する受信回路と、上記立体
音像情報の送出方法において送出する音を採取するため
に使用したマイクロホン群の各マイクロホンが採取した
音声信号と各マイクロホンの位置に対応した位置のスピ
ーカに各マイクロホンが採取した音に対応した信号を供
給するために必要なスピーカ位置識別信号とを発生する
回路とを有するものである。

さらに、この発明にかかる立体音像情報の記録方法は、
マイクロホンが配列されている面内における音波の振幅
の分布における空間周波数の採取対象とする最大空間周
波数成分の波長の１／２の長さ以下の間隔で配列された
マイクロホン群を用いて採取した音に対応した信号を、
各マイクロホンの位置を識別するための情報とともに録
音媒体に記録するものである。

そして、この発明にかかる立体音像情報の再生装置は、
前記立体音像情報の記録方法によって記録された記録媒
体から立体音像情報に対応した電気信号を再生する装置
と、上記立体音像情報の記録方法において記録する音を
採取するために使用したマイクロホン群の各マイクロホ
ンが採取した音声信号と各マイクロホンの位置に対応し
た位置のスピーカに各マイクロホンが採取した音に対応
した信号を供給するために必要なスピーカ位置識別信号
とを発生する回路とを有するものである。

〔作用〕

この発明では、マイクが配列されている面内における音
波の振幅の分布を画像として扱った場合の空間周波数の
最大空間周波数成分に相当する長さの１／２以下の間隔
でマイクが配列されているため、情報理論の標本化定理
から明らかなように、このマイク群で採取した音の情報
には、採取の対象となった音波振幅分布を完全に復元で
きる情報量が確保されている。各マイクは各マイクの位
置における振幅に比例した情報を採取するが、時間的に
継続した音を採取するので位相情報も同時に採取される
。

スピーカ群はマイク群と同じ位置関係で配列され、各マ
イクによって採取された音の再生は各マイクの位置に対
応する位置のスピーカによって行われる。スピーカ群の
各スピーカが再生した音は周囲に拡散し互いに干渉し合
って全体で一つの波面を形成するが、この波面は原音場
かマイク群の後方に作る波面とほぼ等１．　＜なり、ス
ピーカの前にいる聴取者はマイク群の後方の位置でマイ
ク群がなかったときの原音場で音を聞くのと等価となる
。空間的に標本化された多数の個別情報から空間的に連
続した原情報を再生するためには、−船釣にいえば低域
濾波器（以下においてはＬ　Ｐ　Ｆと記す）により空間
周波数に関する高調波の除去を行う必要があるが、この
発明のように各点において再生された情報が周囲に拡散
し互いに干渉しあう場合は、低域濾波されたのと等価と
なり特別なＬＰＦ無しで連続情報が得られる。マイクの
音波入射面の寸法が適度に小さく、マイク群による音場
の擾乱が少なく、マイクからスピーカに至る系の直線性
が良く、また、スピーカの音波放射面の寸法が適度に小
さい場合は再生音場は原音場に近くなる。

そして、立体音像の採取装置で採取された立体音像は、
そのまま再生するか通信装置で伝送してから再生するか
、あるいは−旦記録してから再生して立体音像を得る。

〔実施例〕

第１図はこの発明にかかる立体音像の採取装置と再生装
置の一実施例を示す図である。第１図において、１はｊ
個の音源１１〜１Ｊからなる音源群である（なお、不特
定の音源を示すときは１′とする。他の符号についても
同様である。）、２はｎ個のマイク２、〜２ｎからなる
マイク群である。マイク群２の各マイク２′は採取の対
象とする音波の最大空間周波数成分の波長の１／２以下
に対応する位相差が検出できる間隔で配列されている。

マイク群２が配列されている面における音波の振幅の分
布を画像として把握すると、このマイク２′の間隔はそ
の画像における空間周波数の採取の対象とする最大空間
周波数成分の波長の１／２以下の長さ（以下においてこ
の長さを（１／２）Ｗと記すことがある）に対応する。

したがって、情報理論の標本化定理によりマイク群２の
配列面における音波振幅分布を再現するのに十分な情報
を、マイク群２が空間的に標本化して採取することが保
証される。各マイク２′は各位置において瞬間的には音
の振幅を採取するが、時間的に継続的に音を採取するた
め同時に位相情報も採取する。この発明において、採取
の対象とする音波の最大周波数とは、特に回路動作上制
限が無いときの音源群１が発する音の周波数の最大値を
意味する場合と、例えば後述する第３図の実施例のよう
に時間的に標本化する場合は、標本化周波数の１／２の
周波数を意味する場合との両方の場合を含むものとする
。最大空間周波数はこの最大周波数に対応する。

マイク群２の各マイクに２′より採取された音はｎ個の
増幅器からなる増幅器群３の各増幅器３′により増幅さ
れた後、ｎ個の電力増幅器からなる電力増幅器群４の各
電力増幅器４′に接続され、ｎ個のスピーカからなるス
ピーカ群５の各スピーカ５′によって再生される。スピ
ーカ群５の各スピーカ５′の配列はマイク群２の各マイ
ク２′の配列と同一であり、各マイク２′によって採取
された音の再生は、各マイク２′の位置に対応する位置
のスピーカ５′によって行われる。スピーカ群５は隔壁
６により音源群１から隔離され、スピーカ群５により再
生される音場は原音場と完全に分離されている。

各スピーカ５′から個別に再生された音は周囲に拡散し
、互いに干渉しあって一つの連続した波面を形成する。

前記のように、空間的に標本化された個別情報から空間
的に連続した原音場を再現するには空間周波数の高調波
を除去するＬＰＦが必要であるが、この発明では、空間
的に標本化された情報の拡散および相互干渉がＬＰＦの
役割をする。マイク２′およびスピーカ５′の大きさが
空間周波数成分の波長に比べて十分に小さく（例えば１
／１０以下）、増幅器群３および電力増幅器群４の増幅
器３′、電力増幅器４′の増幅率が増幅器群３．電力増
幅器群４内で等しく、各スピカ５′の効率が等しく、ま
た、マイク２′、増幅器３′、電力増幅器４′、スピー
カ５′からなる回路を経由したときの位相のずれが各回
路とも等しくなるように設定すれば、上記の干渉によつ
て生成される音の波面は、音源１′が持つ波面と極めて
近くなる。したがって、スピーカ群５から発生する音は
、音源１′の方向も含めて原音源から直接発生する音と
極めて類似しており、スビカ群５の前にいる聴取者には
あたかも原音源の前にいるかのように聞こえる。原音源
の前にいるのと同じであるから音は立体的に聞こえ、音
の聞こえてくる方向や奥行きは原音源の方向や奥行きと
同じであり、音源１′の定位は極めて良好となる。聞こ
えてくる音の方向や奥行きの感覚は、スピーカ５′が存
在している面を窓とみなしたとき、その窓を通して全て
の音源群１に対応した音源群が見通せる範囲内にいれば
、聴取者の位置によらず原音源の音を直接聞く場合と同
じである。

すなわち、マイク群２により原文体音像が採取され、ス
ピーカ群５により原文体音像が再生される。

マイク群２が音の振幅と位相の情報を採取し、かつ原波
面を再生するのに必要な質と量の情報を採取する点て、
マイク群２による音の採取はホログラムの記録に類似し
ている。光のホログラムの場合は、参照波と物体波を乾
板上で干渉させて（変調）乾板の各点に原波面に関する
強度と位相の情報を記録する。ホログラムの場合に各点
において位相情報も記録する必要かあるのは、時間的に
は一瞬の情報しか採取しないためである。この発明では
マイク群２の各マイク２′は時間的に継続的に音を採取
するため、各マイク２′によって採取された各々の情報
には必然的に位相情報が包含される。したがって、この
発明では各瞬間においては振幅のみを採取すれはよく、
ホログラムのように参照波と干渉させて各瞬間において
位相を採取する過程は必要としない。

また、光のホログラフィにおける再生は記録した乾板に
参照波を照射させ、乾板上の各記録点から発せられる振
幅と位相の情報を持った光を互いに干渉させ合って（復
調）原波面を再生させる。

したがって、この発明における各スピーカ５′から再生
された音を干渉させ合って原波面を再生させる過程は、
ホログラフィにおける再生に類似したものと考えること
ができる。スピーカ群５による音の再生は、ホログラム
の乾板に参照波を照射するのに対応し、スピーカ群５に
より再生される波面は参照波を照射したときにホログラ
ムの乾板から再生される光の波面に対応する。

光学的なホログラフィなどの通常のホログラフィでは、
波面の再生のためにホログラムに参照波の照射を行うこ
とが必要であるのに対し、この発明では再生は単に採取
した音をスピーカ群５で再生するだけで原波面を再生で
き、参照波の照射は必要ない。これはホログラムに対応
するスピーカ群５が自分自身で原波面の再生に必要な振
幅と位相の情報を発生するからである。

この発明の技術はホログラフィと類似しているが、上記
説明のように情報の採取および再生に参照波を使用する
必要がない点、時間的に継続した情報を扱う点、各情報
採取点（この発明では各マイク２′）における情報の記
録が必須でない点が、従来利用されているホログラフィ
技術と根本的に異なるところである。しかし表現を変え
ると、この発明の技術は情報採取のための媒体、記録の
ための媒体および再生のための媒体とが分離され、参照
波を物体波で変調する過程と、参照波の照射により復調
する過程とを省略し、時間的に継続した情報を扱う音波
ホログラフィ技術とみることもできる。この発明では参
照波を使用しないため、参照波を必要とするホログラフ
ィと比べると、採取および再生の過程や装置が簡単であ
るだけでなく、品質の良い再生波が得られる特徴がある
。

以上においては、マイク群２で採取した音は記録するこ
となしに直接スピーカ群５の各スピーカ５′で再生する
実施例を示したが、第２図に示すように、マイク群２で
採取した音に対応した電気信号を、−旦ｎ個の記録部７
．〜７ｎからなる記録部群７（またはｎチャネルの記録
能力がある記録部）により記録し、ｎ個の再生部８、〜
８Ｉｌからなる再生部群８（またはｎチャネルの再生能
力がある再生部）により再生した電気信号をスビカ群５
で音として再生してもよい。採取した音に対応した電気
信号の記録および記録した情報から電気信号への再生に
は、例えばテープレコーダや光学式記録再生装置などの
記録再生装置および記録媒体が使用できる。記録部群７
または再生部群８は独立させてもよい。この場合、記録
された媒体はホログラフィ技術におけるホログラムに対
応する。第１図、第２図の実施例では２〜３で立体音像
の採取装置が構成され、４〜５で立体音像の再生装置が
構成されている。

第３図はこの発明にかかる立体音像情報の送出方法と再
生装置の実施例を示す回路図である。サンプルアンドホ
ールド回路群１０の構成要素であるｎ個のサンプルアン
ドホールド回路１０１〜１０ｎはコントローラ１１によ
って制御され、マイク群２の各マイク２′の出力信号を
一斉にサンプリング゛して保持する。１２は前記コント
ローラ１１によって制御されるアナログマルチプレクサ
であり、構成要素であるｎ個のスイッチ１２＋〜１２、
のｉ番目のスイッチ１２＋が導通したとき、ｉ番目のサ
ンプルアンドホールド回路１０１に保持された信号が選
択される。アナログマルチプレクサ１２の各スイッチ１
２′は順次導通状態となり、サンプルアンドホールド回
路群１０に保持された信号は順次選択（走査）される。

アナログマルチブレク１２によって選択された信号は、
伝送線１３を経てアナログデマルチプレクサ１４に伝達
される。アナログデマルチプレクサ１４は伝送線１５を
通って伝達されるコントローラ１１からの制御信号に基
づいて動作するコントローラ１６によって制御され、ア
ナログマルチプレクサ１２から伝達された音声信号をｎ
個のラッチ回路１７１〜１７．からなるラッチ回路群１
７に分配する。ラッチ回路群１７に保持された信号は全
ラッチ回路１７′に信号が蓄えられた後、コントロラ１
６の制御によって一斉に解放され、電力増幅器群４を経
てスピーカ群５の各スピーカ５′を駆動する。

上記の過程は所定の頻度で繰り返して行われる。この頻
度は、情報論理の標本化定理に基づき採取したい周波数
範囲の最大周波数の２倍以上の繰り返し周波数とする。

標本化された情報から時間的に連続な元の波形を再現す
るにはＬＰＦが必要となるが、例えば第４図（要部のみ
）に示すように、ＬＰＦ群１８を挿入すればよい。しか
し、標本化の周波数を可聴周波数領域外に設定すればＬ
ＰＦ群１８は必ずしも必要でなく、第３図の回路でも使
用が可能である。標本化の頻度およびＬＰＦ１Ｂ’につ
いては以下の時間的に標本化する方法を用いる全ての実
施例に共通である。以下においては説明を省略する。

第３図および第４図の回路において、サンプルアンドホ
ールド回路群１０は一斉ではなく、アナログマルチプレ
クサ１２のｉ番目のスイッチ１２Ｉが導通状態になる直
前にｉ番目のサンプルアンドホールド回路１０＋が対応
するマイク２．の信号をサンプリングするようにしても
よい。この場合は、ラッチ回路群１７の各ラッチ回路１
７′も一斉ではなく、サンプルアンドホールド回路１０
′の動作に対応した順序と早さで順次解放するようにす
る。ラッチ回路群１７は無くてもよい。

第５図の回路は第３図の回路においてサンプルアンドホ
ールド回路群１０およびラッチ回路群１７を除去した回
路であり、この発明の実施例のっである。第５図の回路
において、アナログマルチプレクサ１２はコントローラ
１１の制御によりマイク群２の各マイク２′の出力電圧
を順次ストローブしサンプリングする。アナログマルチ
プレクサ１２の出力情報は、伝送線１３を経てアナログ
デマルチプレクサ１４に伝達される。アナログデマルチ
プレクサ１４は受は取った情報を順次スピーカ群５の各
スピーカ５′に分配する。

第３図の回路でサンプルアンドホールド回路１０′が順
次サンプリングする場合の実施例および第５図で説明し
た実施例の場合は、マイク群２は第１図の実施例の場合
とは異なる波面の音を採取する。すなわち、あるマイク
２′で音の採取をはじめてから次のマイク２′で採取を
はじめるまでに要する時間をｔとすると、ｎ番目のマイ
ク２ｎから音の情報を採取する時刻は１番目のマイり２
′で採取してから（ｎ−１）を後となり、順番が後のマ
イク２′はど遅れた波面の音を採取することになる。し
かし、この場合であってもマイク群２が存在する場所と
スピーカ群５の存在する場所の気温が同一なときは、マ
イク２′の位置に対応するスピーカ５′をマイク２′と
同じ順番、同じ速度で選択して駆動すれば、スピーカ配
列面から放射される波面の向きは、マイク群２に対する
原音場の波面の向きと同じになる。上記気温が異なると
きは音波の伝達速度が異なるため、マイク２′の配列が
周期的で、かつ音の採取順序が隣接するマイク２′の順
である場合は、マイク群２に対する原音場の波面の向き
とは異なる向きにスピーカ配列面から再生波面が放射さ
れる。しかし、この場合でも原波面の情報は保存され、
原音場に極めて類似した音場の再生が可能である。再生
音の放射の向きは、各スピーカ５′からの放射の遅れま
たは進みを補正するだけ各スピーカ５′の位置を前後さ
せることによって補正できる。

第６図は、第３図の実施例において、複数のアナログマ
ルチプレクサ１２と複数のアナログデマルチプレクサ１
４を使用する場合の実施例である。第６図においては説
明を簡単にするため２個ずつのアナログマルチプレクサ
１２ａ　　１２ｂとアナログデマルチプレクサ１４ａ、
１４ｂを使用する場合について示す。ｐ個のスイッチか
らなるアナログマルチプレクサ１２ａと、ｑ個のスイッ
チからなるアナログマルチプレクサ１２ｂは、コントロ
ーラ］１によって制御されマイク群２のマイク２′を２
個のグループに分けてそれぞれを分担する。アナログデ
マルチプレクサ１４ａ、１４ｂはそれぞれアナログマル
チプレクサ１２ａと１２ｂからの信号を受けてスピーカ
群５の各スピーカ５′を駆動する。アナログマルチプレ
クサおよびアナログデマルチプレクサは必要に応じて３
個以上使用することが可能である。

第３図乃至第６図の実施例においては、各マイク２′が
採取した音は前記のように所定の頻度で標本化されるが
、原音場に標本化周波数の１／２以上の周波数の成分が
あるときはノイズの原因となるので、標本化周波数の１
／２以上の周波数の成分を除去するためのＬＰＦ群２４
を第７図に示すように増幅器群３の各増幅器３′の後段
に接続してもよい。このＬＰＦ群２４は増幅器３′の前
段にあってもよいし、増幅器群３のＬＰＦ２４′の機能
を持ってもよいことは当然である。

この他、ＬＰＦ群２４は、アナログデマルチプレクサ１
４とスピーカ群５の間に接続することもできる。

第３図乃至第５図の実施例において、アナログマルチプ
レクサ１２からアナログデマルチプレクサ１４に音声情
報を送る場合、直接送ってもよいし、何らかの変調をか
けて送りアナログデマルチプレクサ１４の前段で復調す
る方法をとってもよい。変調された情報にはコントロー
ラ１１からのアナログデマルチプレクサ１４を制御する
ための信号を含めるようにしてもよい。この場合の実施
例の要部を第８図に示す。

第８図において、２５は送信用通信インタフニスとして
作用する変調器であり、アナログマルチプレクサ１２か
らの音声情報とコントローラ１１からの信号との両方を
合せて変調する。２６は受信用通信インタフェースとし
て作用する復調器であり、復調された音声情報をデマル
チプレクサに送るとともにアナログデマルチプレクサ１
４を制御するための信号をコントローラ１６に送る。コ
ントローラ〕６はこの信号に基づいてアナログデマルチ
プレクサ１４を制御する。第６図および第７図の実施例
の場合も同様である。第６図の実施例の場合はアナログ
マルチプレクサ１２ａ、１２ｂおよびアナログデマルチ
プレクサ１４ａ、１４ｂのグループ毎に変調器２５およ
び復調器２６を接続してもよいし、−括して１個の変調
器２５および復調器２６を接続するようにしてもよい。

また、第９図の例に要部を示すように、無線で送受して
よい。第９図において２８はアンテナを含めた送信回路
、２９はアンテナを含めた受信回路である。

第１０図はこの発明にかかる立体音像情報の記録方法と
再生装置の一実施例を示すもので、前述した第３図乃至
第７図の実施例にも適用するものである。すなわち、ア
ナログマルチプレクサ１２の出力である立体音像情報を
記録装置３０で記録し、記録された媒体を再生装置３１
で再生する。

この場合、各マイク２′の位置を識別するための情報と
してコントローラ１１からのアナログデマルチプレクサ
１４を制御するための信号１＋ａも合わせて記録する。

再生装置３１は各マイク２′が採取した立体音像情報を
再生するとともに、とのスピーカ５′に立体音像情報を
供給するかを識別するための情報であるアナログデマル
チプレクサ１４を制御するための信号も合わせて再生し
、コントローラ１６に送る。コントローラ１６はこの信
号に基づきアナログデマルチプレクサ１４を制御する。

アナログデマルチプレクサ１４はコントローラ１６に制
御され、再生装置３］が再生した立体音像情報を分配す
る。

なお、第６図の実施例の場合は、アナログマルチプレク
サ１２のグループ毎に異なる記録装置３０を使用するか
、または異なるチャネルを使用する。再生もこれに準じ
る。

以上、第１図〜第１０図においては、マイク群２て採取
した立体音像情報をアナログ量のまま処理する実施例に
ついて説明したが、ディジタル量に変換して処理する方
法をとってもよい。第１１図にディジタル量に変換する
場合の一実施例について説明する。

第１１図において、３２は前記コントローラ１１によっ
て制御されるアナログ・ディジタル変換器（以下Ａ−Ｄ
変換器と記す）であり、アナログマルチプレクサ１２の
出力をディジタル量に変換する。送信用の通信インタフ
ェースユニット３３はコントローラ１６を介してアナロ
グデマルチプレクサ１４とディジタル・アナログ変換器
３４（以下Ｄ−Ａ変換器と記す）を制御するために、コ
ントローラ１１から発せられる信号とＡ−Ｄ変換器３２
の出力とを伝送線３５に載せて受信用の通信インタフェ
ースユニット３６に伝達する。通信インタフェースユニ
ット３６はアナログ変換器チプレクサ１４とＤ−Ａ変換
器３４を制御するための信号１１ａをコントローラ１６
に送出するとともに、立体音像情報をＤ−Ａ変換器３４
に伝達する。Ｄ−Ａ変換器３４はコントローラ１６に制
御されてディジタル量の立体音像情報をアナログ量に変
換し、アナログデマルチプレクサ１４はコントローラ１
６に制御されてアナログ量に変換された音声情報を電力
増幅器群４の各電力増幅器４′に伝達する。

第１２図はディジタル量に変換する場合の他の実施例を
示す。３７は帯域圧縮機能を有する符号器であり、Ａ−
Ｄ変換器３２から受けた立体音像情報の符号化を行う。

通信インタフェースユニット３６が受けた帯域圧縮され
た符号化立体音像情報は、まず帯域延伸機能を有する復
号器３８により元の音声情報に戻され、Ｄ−Ａ変換器３
４に伝達される。その他の処理については第１１図の場
合と同じである。マイク群２が採取する音波の振幅の分
布は一種の画像と考えることができ、符号器３７および
復号器３８に使用される帯域圧縮・延伸技術には従来の
各種の画像用帯域圧縮延伸技術が使用できる。

Ａ−Ｄ変換器３２．Ｄ−Ａ変換器３４の処理速度が十分
に速くない場合は、複数個使用して並列処理することが
できる。第１３図はＡ−Ｄ変換器３２、Ｄ−Ａ変換器３
４を複数個使用する場合の実施例の回路図である。

第１３図においては、図を簡単にするため２個ずつ有す
る場合について示しである。第１３図において、３９．
４０はＡ−Ｄ変換器であり、マイク群２やマルチプレク
サ１２．１４が２個のグルブ１２ａ、１２ｂ、１４ａ、
ｉ４ｂに分けられ、それぞれのグループが各Ａ−Ｄ変換
器３９゜４０に接続されている。各マルチプレクサ１２
ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ、各Ａ−Ｄ変換器３９．４
０はコントローラ１１によって制御される。４２は符号
器であり、Ａ−Ｄ変換器３９．４０の出力情報を帯域圧
縮して符号化する。通信インタフェースユニット３３は
コントローラ１６を介してＤ−Ａ変換器４４．４５とア
ナログデマルチプレクサ１４ａ、＋４ｂとを制御するた
めに、コントローラ１１から発せられる制御信号と符号
器４２で帯域圧縮された立体音像情報とを通信インタフ
ェース３６に送信する。通信インタフニス３６は、アナ
ログデマルチプレクサ１４ａ、＋４ｂとＤ−Ａ変換器４
４．４５を制御するための信号をコントローラ１６に送
出するとともに、立体音像情報を復号器４６に送出する
。復号化された立体音像情報はＤ−Ａ変換器４４．４５
に送出される。Ｄ−Ａ変換器４４．４５はコントローラ
１６の制御を受けてディジタル量の立体音像情報をアナ
ログ量に変換し、アナログデマルチプレクサ１４ａはコ
ントローラ１６に制御されたアナログ量に変換された立
体音像情報を電力増幅器群４に伝達する。Ａ−Ｄ変換器
３９．４０およびＤ−Ａ変換器４４．４５等は必要に応
じてそれぞれ３個以上使用することができる。

ディジタル化する場合も標本化周波数の１／２以上の周
波数の成分を除去するため、第７図のＬＰＦ群２４のよ
うにアナログ式のＬＰＦ２４　′を挿入してもよい。し
かし、ディジタル化した場合はこの他の方法としてＡ−
Ｄ変換した後にディジタルフィルタを使用する方法も使
用できる。ディジタルフィルタには遅延２乗算、加算Ｉ
ｔどの演算を行う従来からよく使用されている種々の方
法が適用できる。

通信インタフェースユニット３３．３６は無線による送
信または受信の機能を持たせてもよい。

この場合は、伝送線３５は当然不要となる。これら有線
および無線の通信機能は独立させることもできる。この
場合は立体音像情報の再生装置など他のメディアからの
立体音像情報を送出できるし、また、受信した立体音像
情報は立体音像情報の記録装置など他のメディアに送出
てきることは当然である。

ディジタル化する場合もアナログ式の場合と同様に、マ
イク群２で採取した音をスピーカ群５によりリアルタイ
ムで再生する代わりに、−度記録再生部を通すことも可
能である。すなわち、第１１図乃至第１３図において、
通信インタフェースユニット３３の代わりに記録装置を
接続し、通信ユニット３６の代わりに再生装置を接続す
る。この場合、第１０図の実施例の場合と同様に、記録
装置には各マイク２′が採取した音声情報とともに、各
マイク２′の位置を識別するための情報としてコントロ
ーラ１１からの信号でアナログデマルチプレクサ１４を
制御する信号も合わせて記録し、再生装置は各マイク２
′が採取した立体音像情報とともに、各マイク２′の位
置に対応した位置のスピーカ５′に各マイク２′が採取
した音に対応した信号を分配するために必要な信号とし
て、アナログデマルチプレクサ１４を制御する信号も合
わせて再生する。この場合の記録再生にもテープレコー
ダや光学式記録再生装置およびそれらに対応した記録媒
体が使用できる。記録装置または再生装置は独立させて
もよいこと・は当然である。

以上の実施例におけるアナログマルチプレクサ１２には
、パラレル・シリアル変換ができるその他の回路を含み
、また、アナログデマルチプレクサ１４にはシリアル・
パラレル変換ができるその他の回路を含む。例えば、デ
ィジタル信号のまま音声情報を受けて音声を再生できる
スピーカ５′があるが、この種のスピーカを使用すると
きはデマルチプレクサはディジタルデマルチプレクサを
使用することができる（この場合にはＤ−Ａ変換器は不
要となる）。

以上の説明においては、マイク群２およびスピカ群５は
説明を容易にするため１次元に配列した図で説明したが
、実際には以下に説明するように２次元に配列する。

第１４図はこの発明で使用するマイク群２あるいはスピ
ーカ群５の配列法の例を示す図である。

４７はマイクまたはスピーカである。この配列の場合は
、ある１個のマイクまたはスピーカからその周辺の直近
の６個までのそれぞれの距離が等しく、均一に配列する
のに適する。第１５図のように基盤の目のような直交格
子状に並べてもよい。

第１４図の場合は、ｄｌを、第１５図の場合はｄ２を（
１／２Ｗ）に設定する。この他のランダムな配列も不可
能ではない。

マイク群２とスピーカ群５の配列の形は同一でなければ
ならない。ここでいう同一とは完全な合同を意味するの
ではなく、相似であれば立体感の再現ができるが、スピ
ーカ群５の配置は標本化定理からはずれるような大きさ
への拡大はできない。なお、第１４図および第１５図に
おいて示されている○印は、マイクまたはスピーカの大
きさを示すものではなく、単にそれらか存在する位置を
示すだけである。

第１６図はマイク群２の構成例を示す図である。４８は
マイク群であり、４９はマイク群４８を固定する支持体
である。支持体４９は音場を乱さないよう吸音体で構成
するか、または表面に吸音体を張った材料を使用するの
がよい。マイク群４８の各マイクは、高精度の再生音を
得るためにはできるだけ直径が小さいことが望ましい。

マイクの直径は、例えば再現しようとする音波の最大周
波数成分の波長の１／１０以下に相当する長さとする。

第１７図はスピーカ群の構成例を示す図である。５０は
スピーカ群であり、密閉箱５１の全面に支持されている
。元の音場な正しく再現するためには、スピーカ群５０
の各スピーカ５０′から発せられる音だけの合成音を得
る必要があり、スピーカ群５０の各スピーカ５０′から
発した音波の密閉箱５１の全面における反射はできるだ
け少なくすることが重要である。このため、密閉箱５１
の全面は吸音体５２が張られている。高精度で音場を再
現するためにはスピーカ群５０の各スピカ５０′の直径
はてきるだけ小さいことが必要である。スピーカ５０′
の直径は、例えば上記のマイクの直径の選び形に準拠す
る。スピーカ５０′が小さくなると単独のスピーカでは
大きな音の再生、特に低温の再生か困難になるが、この
発明では多数のスピーカ５０′を使用し合成音として再
生音場を得るので、大きな音の再生や低音の再生も可能
である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明では標本化定
理に基づく十分な数のマイク群を使用して立体音像の採
取装置を構成し、同じく十分な数のスピーカ群を使用し
て立体音像の再生装置を構成したので、このスピーカ群
の各スピーカにより再生した音は互いに干渉してホログ
ラフィ技術と類似の方法により原音の波面を再生するた
め、原音場と極めて近い音場、すなわち立体音像の再現
ができる。このため、原音源の配置に極めて近い立体感
が感じられる音を聞くことができ、音楽再生装置や音源
の定位が要求されるような通信会議装置に適用すると高
い臨場感を得ることができる。

また、立体音像情報を各マイクロホンの位置を識別する
ための情報とともに通信装置から送出するので、再生装
置側が遠隔地であっても原音場と極めて近い音場の再現
が可能である。

さらに、立体音像情報を各マイクロホンの位置を識別す
るための情報とともに録音媒体に記録するので、必要な
場所においていつでも原音場と極めて近い音場の再現が
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１３図はこの発明の実施例をそれぞれ示す
回路のブロック図、第１４図、第１５図はこの発明にお
けるマイク群またはスピーカ群の配列の例を示す図、第
１６図はマイク群の構成例を示す図、第１７図はスピー
カ群の構成例を示す図、第１８図は従来の立体音像再生
方法の例を説明する図である。 図中、１は音源群、２はマイク群、３は増幅器群、４は
電力増幅器群、５はスピーカ群、６は隔壁、７は記録部
群、８は再生部群、１０はサンプルアンドホールド回路
群、１１はコントローラ、１２はアナログマルヂブレク
サ、１３．１５は伝送線、１４はアナログデマルチプレ
クサ、１６はコントローラ、１７はラッチ回路群、１８
．２４はＬＰＦ群、２５は変調器、２６は復調器、２８
は送信回路、２９は受信回路、３０は記録装置、３１は
再生装置、３２はＡ−Ｄ変換器、３３，３６は通信イン
タフェースユニット、３４はＤ−Ａ変換器、３５は伝送
線、３７は符号器、３８は復号器、３９．４０はＡ−Ｄ
変換器、４２は符号器、４４．４５はＤ−Ａ変換器、４
６は復号器、４７はマイクまたはスピーカ、４８はマイ
ク群、４９は支持体、５０はスピーカ群、５１は密閉箱
、５２は吸音体、６０は音源群、６１．６２はマイク、
６３．６４は増幅器、６５．６６はスピカ、６７乃至６
９は聴取者、７０は隔壁である。 Ｏ○　○　○　○　○ ○　○　○　○　○　○ ○　○　○　○　○　○ ○　○　○　○　○　○ ○　○　○　ＯＯ○ ○　○　○　Ｏ○　○ ト 寸 勢 へら φ ρ 勢 へ− １恰 一゛・、姿 ら７゛ ６′２パ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロホンが配列されている面内における音波
   の振幅の分布における空間周波数の採取対象とする最大
   空間周波数成分の波長の１／２の長さ以下の間隔で配列
   されたマイクロホン群を有することを特徴とする立体音
   像の採取装置。
2. （２）請求項（１）に記載のマイクロホン群と同じ位置
   関係で配列し、各マイクロホンに対応した位置のスピー
   カにより対応したマイクロホンが採取した音を再生する
   接続としたスピーカ群を有することを特徴とする立体音
   像の再生装置。
3. （３）マイクロホンが配列されている面内における音波
   の振幅の分布における空間周波数の採取対象とする最大
   空間周波数成分の波長の１／２の長さ以下の間隔で配列
   されたマイクロホン群を用いて採取した音に対応した信
   号を、各マイクロホンの位置を識別するための情報とと
   もに通信装置により送出することを特徴とする立体音像
   情報の送出方法。
4. （４）請求項（３）に記載の立体音像情報の送出方法に
   よって送出された立体音像情報に対応した信号を再生す
   る受信回路と、上記立体音像情報の送出方法において送
   出する音を採取するために使用したマイクロホン群の各
   マイクロホンが採取した音声信号と各マイクロホンの位
   置に対応した位置のスピーカに各マイクロホンが採取し
   た音に対応した信号を供給するために必要なスピーカ位
   置識別信号とを発生する回路とを有することを特徴とす
   る立体音像情報の再生装置。
5. （５）マイクロホンが配列されている面内における音波
   の振幅の分布における空間周波数の採取対象とする最大
   空間周波数成分の波長の１／２の長さ以下の間隔で配列
   されたマイクロホン群を用いて採取した音に対応した信
   号を、各マイクロホンの位置を識別するための情報とと
   もに録音媒体に記録することを特徴とする立体音像情報
   の記録方法。
6. （６）請求項（５）に記載の立体音像情報の記録方法に
   よって記録された記録媒体から立体音像情報に対応した
   電気信号を再生する装置と、上記立体音像情報の記録方
   法において記録する音を採取するために使用したマイク
   ロホン群の各マイクロホンが採取した音声信号と各マイ
   クロホンの位置に対応した位置のスピーカに各マイクロ
   ホンが採取した音に対応した信号を供給するために必要
   なスピーカ位置識別信号とを発生する回路とを有するこ
   とを特徴とする立体音像情報の再生装置。