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La présente invention a trait à des systèmes sonores et, plus particulièrement, à des perfectionnements apportés à des sys tèmes sonores stéréophoniques.
Un agencement présentement en faveur, destiné à obtenir un son "tridimensionnel" ou directionnel, en conjonction avec des films, par exemple, consiste à employer trois haut-parleurs ou plus, disposés de manière à former des positions de haut-par- leur centrale, droite et gauche. Les signaux basse fréquence (BF) sont envoyés aux trois haut-parleurs en phase. Pour créer l'illu- sion du son venant de la droite, de la gauche ou de centre,
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l'amplitude du haut-parleur qui se trouve du côté d'où l'on dési- re simuler la source du son est gardée au niveau maximum pour ce son particulier et les deux autres haut-parleurs sont réglés à des niveaux successivement plus bas. Différents procédés sont employés à déplacer le régulateur de volume suivant l'action qui se passe sur l'écran.
Les haut-parleurs peuvent être respective- ment alimentés par une piste séparée portant l'enregistrement des niveaux BF destinés à produire un effet à trois dimensions, ou bien ils peuvent tous être alimentés par une seule piste BF, les signaux de réglage de niveau étant enregistrés sur une piste sé- parée ou étant modulés sur des porteuses qui sont non audibles et qui peuvent être éliminées par filtrage, les signaux étant alors employés à régler les divers niveaux sonores.
Il y a des complications non seulement dans la reproduc- tion du son, mais plus encore dans le production des pistes so- nores pour la reproduction à trois dimensions, car elles doivent souvent être faites d'une seule piste, les images fournissant l'information permettant de "placer" le son. En outre, le phéno- mène de la détermination de la direction de la source d'un son n'est pas dû à des différences d'intensité, mais plutôt à des. différences des moments d'arrivée des ondes sonores aux oreilles.
Par conséquent, ces systèmes de reproduction sonore tridimension- nelle à "intensité" ne sont pas aussi réalistes qu'on le voudrait
La présente invention a pour un de ses buts, de proposer un système sonore tridimensionnel qui est plus simple que les systèmes indiqués ci-avant.
Un autre but de la présente invention est de proposer un système sonore directionnel qui peut être actionné depuis une seule piste.
Un autre but encore de la présente invention est de pro- poser un système de reproduction sonore tridimensionnel plus fi- dèle, perfectionné et utile.
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Un autre but est de proposer un agencement perfectionné de réseau, destiné à permettre la production d'un enregistrement pour une reproduction tridimensionnelle à partir d'une seule sour ce sonore, ou une reproduction tridimen sionnelle, directement depuis une seule source sonore.
Ces particularités de l'invention et d'autres encore sont réalisées par un système qui comprend plusieurs bornes de signal entrant, disposés en séquence. On utilise aussi plusieurs bornes de signal sortant, disposées en une séquence correspondante. Un moyen est prévu pour coupler directement chaque borne de signal entrant à une borne de signal sortant y correspondant dans ladite séquence. On prévoit aussi plusieurs moyens de réseau. On emploie un moyen différent, choisi parmi lesdits moyens de réseau, pour coupler une borne de signal entrant à une berne suivante de si- gual de sortie. On emploie aussi un moyen de réseau diffèrent, choisi parmi lesdits moyens de réseau, pour coupler une borne de signal dtentrée à une borne précédente de signal sortant.
Chacun de ces moyens de réseau peut comprendre un réseau de re- tard et un amplificateur. Si chacune de ces bornes de signal de sortie est reliée à une tête enregistreuse ou à un haut-parleur, les signaux provenant d'une source de signal à son unique peuvent être appliqués à celle des bornes de signal d'entrée qui est di- rectement reliée au haut-parleur qui est placé dans la direction d'où l'on désire que les reproducteurs de son simulent l'origine de la source de son. Le signal sonore est introduit directement par.la borne de sortie de signal et le transducteur de cet en- droit. Les signaux sonores sont appliqués aux haut-parleurs res- tants à divers moments postérieurs, d'après les délais assurés par le réseau d'interconnexion. Le son résultant que l'on entend, paraît émaner de la direction voulue.
Les signaux sonores peuvent être commutés aux autres bornes d'entrée et le son paraît alors
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émaner de la direction où se trouve le haut-parleur auquel la borne d'entrée est directement raccordée. La réalisation de l'in- vention peut aussi être employée en conjonction avec trois têtes magnétiques d'enregistrement, couplées aux trois bornes de sortie de signal pour produire trois pistes sonores. En commutant les signaux d'entrée entre les trois bornes d'entrée de signal di- rectement couplées aux trois bornes de sortie de signal, la direction apparente du son, qui peut être reproduit à partir des trois enregistrements sur piste, est déplacée de manière correspondante.
Les particularités perfectionnées qui sont considérées comme caractéristiques de la présente invention sont exposées en particulier dans les revendications annexées. L'intention même, quant à son organisation et à son mode de fonctionnement, de même que des buts et avantages supplémentaires de l'invention, qui apparaissent le mieux à la lecture de la description qui suit et/ s'appuie sur les dessins annexés.
La figure 1 est un dessin d'un agencement de microphones et de reproducteurs, représenté pour illustrer les principes im- pliqués dans la reproduction tridimensionnelle'du son.
La figure 2 est un schéma de principe d'une réalisation de l'invention.
La figure 3 est un schéma de principe de la réalisation de l'invention, employée à reproduire ou à enregistrer des si- gnaux sonores directionnels provenant d'une seule sourte sonore.
La figure 1 représente un agencement destiné à une repro- duction directionnelle vraie. La figure 1 représente une source sonore 10. Trois microphones 12, 14 et 16 reçoivent le son éma- nant de la source 10 et fournissent les signaux aux trois repro- ducteurs 18, 20, 22. Ces reproducteurs peuvent comprendre l'am- plificateur et le haut-parleur usuels, qui doivent reproduire les
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signaux fournis par un microphone. A titre d'illustration, les distances comprises entre la source sonore et chaque microphone et entre les microphones sont représentées sur le dessin.
Les reproducteurs sont espacés d'une distance convenable, distance qui est 'peut être déterminée par la largeur d'un écran..Le son/reçu par ,,le microphone 12 d'aborda puis par le microphone 14 et ensuite par le microphone 16. Un auditeur qui ne peut entendre que ce qui provient des reproducteurs, entend les sons provenant des repro- ducteurs 18, 20, 22 exactement dans la même séquence que celle de la détection des sons par les microphones. Puisque le son se propage à la vitesse de 1100 pieds par seconde, un pied de dis- tance correspond approximativement à un retard de 1 milliseconde.
Par conséquent, selon les distances indiquées par le dessin, le microphone 12, qui est à cinq pieds de la source, reçoit le si- gnal 5 millisecondes plus tard, le microphone 14, qui est à 8,6 pieds de la source, reçoit le signal 8,6 millisecondes après sa production et le microphone 16 reçoit le signal 14, 8 millisecon-" des après la production du son..-En ce qui concerne l'auditeur, lorsque le son l'atteint, d'abord du reproducteur 18, et ensuitet en séquence, depuis les autres reproducteurs, il situe la source sonore comme émanant de la direction du reproducteur 18. Le re- producteur 20 lui fournit le son 3,6 millisecondes plus tard que le reproducteur 18 et le reproducteur 22 lui fournit le son 9,8 millisecondes après le reproducteur 18.
Les différences de temps et la diminution du niveau de pression' sonore qui se produit par suite de la propagation du son, sont les facteurs qui simulent une résultante directionnelle pour l'auditeur.
Le même résultat est obtenu si, au lieu que le son émane d'un point.situé à une certaine distance derrière les micropho- nes, il soit créé d'abord au reproducteur 18, ensuite au repro- ducteur 20 et enfin au reproducteur 22. Avec cet ageneement, la
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modification de l'amplitude du son crée l'effet de la distance.
Pour simuler une source sonore du côté du reproducteur 22, le son émanerait d'abord du reproducteur 22, ensuite du reproducteur
20, puis du reproducteur 18. Pour simuler une-source sonore pro- venant du centre de l'arrangement, le son est introduit d'abord dans le reproducteur 20, ensuite à la fois dans les reproducteurs
18 et 22. Il faut observer que les différences de l'amplitude sonore entre les reproducteurs excités depuis une source à son unique sont celles qui sont dues à l'atténuation provoquée par les parcours plus long dans l'air, Qes différences contribuent à l'effet directionnel, mais n'en sont pas le facteur principal.
Un réseau destiné à réaliser une telle simulation tri- dimensionnelle est une réalisation de l'invention qui est repré- sentée dans le schéma de principe de la figure 2. Plusieurs bornes de signal d'entrée, disposées en une séquence, y portent les références "L", "LC", "C", "RC" et "R". Elles peuvent être associées au placement des haut-parleurs dans une salle de pro- jection et correspondent ainsiâ la gauche, au centre gauche, au centre, au centre droit et à la droite. Supposons d'abord, toute- fois, qu'il n'y ait que trois haut-parleurs ou transducteurs de. sortie dans le système. Plusieurs bornes de sorte, disposées en une séquence qui correpond à celle des bornes de signal d'entrée, portent les références respectives L1, C1 et R1.
Ces bornes sont respectivement connectées aux haut-parleurs ou autres transduc- teurs. Trois résistances d'isolement 30, 32, 34 à 30" 32"",
34"" sont connectées en Y pour constituer deux branches venant de chaque borne de signal entrant. Il existe un couplage sensi- blement direct entre les bornes d'entrée de signal L, C et R et les bornes respectives de signal sortant L1, C1, R1. Ce couplage peut tre suivi depuis la borne L, par les résistances 30, 32, l'amplificateur 36, les résistances 42, 40, jusqu'à la borne L1.
La borne R est reliée à R1 par les résistances 30"", 34"", l'ampli. ficateur 56"" et les résistances 44"", 40"". Les deux branches
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venant de la borne C sont reliées à C1 par les résistances 30",
32", 34",les amplificateurs 58', 46" à 36", 56", et les résis- tances 42", 44", 40", Pour un système transducteur à trois haut- parleuisou transducteurs, les- bornes de signal entrant Lc et Rc ne sont directement couplées à aucun des trois haut-parleurs. On les emploie pour mettre les sources sonores entre les haut-par- leurs L1 et C1 ou bien C1 et R1. Toutefois ., si l'on désire un système à cinq haut-parleurs, les connexions sont établies comme il est indiqué en pointillé.
Les première et dernière bornes d'entrée de la séquence sont raccordées respectivement aux premiè, re et dernière bornes de sortie de la séquence. Les bornes d'en- trée situées entre celles-là sont aussi couplées à la borne- de sortie associée respective, mais par les deux branches de l'Y fait des réstances d'isolement.
Une branche du raccordement en Y depuis les bornes de si- gnal entrant respectives, sauf la dernière borne de signal en- trant, est respectivement reliée à une borne de signal sortant suivante par un amplificateur d'isolement 46 à 46"', un réseau de retard 48 à 48"", et un amplificateur 50 à 50"". Des résultats excellents ont été obtenus en prenant pour retard du réseau de retard 48 celui que le son aurait s'il parcourait les distances séparant les positions des transducteurs d'entrée qui sont en circuit avec les bornes de signal sortant. En d'autres mots, si la distance d'un microphone relié à L à un microphone relié à C est de 7 pieds, chacun des réseaux de retard aurait un retard de 3,5 millisecondes.
Ainsi, un signal sonore appliqué à la borne
L atteint la borne L1 presque immédiatement, la borne C1 quelques millisecondes plus tard, et la borne R1 14 millisecondes plus tard. La borne LG1 reçoit le signal 3,5 millisecondes après la borne L1 et la borne RC1, 10,5 millisecondes après L1, si l'on désire employer un système à cinq haut-parleurs.
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Pour la reproduction dans la salle de projection, ces retards peuvent être établis d'après la grandeur de' l'écran; un microphone peut être considéré comme étant au centre de l'écran et les microphones gauche et droit peuvent être considérés comme étant à une distance valant un sixième de la distance au bord de l'écran. Les distances et, donc, les retards requis,, peuvent aisément être déterminés. Les réseaux de retard pour le signaux BF sont bien connus dans la technique et ne doivent pas être décrits ici.
L'amplification de chacun des amplificateurs 50 à 50"" est réglée à une valeur apte à compenser l'attenuation procurée par le réseau de retard, sauf pour la valeur dont le son lui-même est atténué en parcourant la distance entre chacun des transducteurs d'entrée ou en se propageant dans l'air pen- dant le t'emps de retard du réseau de retard. Ainsi, si un signal est appliqué à la borne d'entrée de signal L, le signal est re- produit d'abord et avec le volume maximum par le haut-parleur connecté à L1 et est reproduit en dernier lieu et avec le volume minimum par le haut-parleur connecté à la borne R1. L'auditeur entendrait alors le son comme s'il émanait de la gauche.
Il faut observer ici que l'atténuation due au réseau de retard peut être complètement compensée,et l'effet '?directionnel'? subsisterait . néanmoins dans ce cas. Toutefois, le réalisme de la reproduction est/renforcé par une légère atténuation laissée dans le système décrit.
Le reste du réseau de retard et d'amplification est sen- siblement le même que ce qui a été décrit, sauf que les connexion sont faites de manière à permettre le passage des signaux dans le sens opposé. Les réseaux de retard 52 à 52"" et les amplifica- teurs 54 à 54"" sont employés à connecter une borne d'entrée de signal à une borne précédente de sortie de signal, sauf pour la -première borne d'entrée. Un signal qui est appliqué à la borne
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d'entrée de signal R est perçu le premier et avec son volume maximum depuis un haut-parleur connecté à R1 et est perçuen der- nier lieu depuis L1, avec un reatrd d'environ 14 millisecondes et une atténuation d'environ 9 db.
Les haut-parleurs intermédi- aires reproduisent les signaux à des moments intermédiaires, avec des atténuations intermédiaires. Ainsi, le signal paraît émaner de la droite. Il faut observer que le signal sonore peut être re- produit et être amené à provenir de la droite, de la gauche ou du centre, ou de la gauche du centre, ou de la droite du centre.
On peut aisément réaliser cela en appliquant le signal à borne appropriée d'entrée de signal.
Ainsi, comme le montre la figure 3, les signaux venant d'une source 60 peuvent être aisément commutés par un réseau de réglage de commutation 62 vers celles des bornes d'entrée de 'si- gnal que l'on désire, pour la détermination de la direction d'où le son émane. Le réseau représenté figure 2 est indiqué par le rectangle 64, figure 3, y appelé "réseau directionnel". Les sor- ties de ce réseau sont- connectées aux transducteurs 66 à 66"".
Le système représenté figure 3 utilise un commutateur sélecteur.
C'est uniquement à titre de représenation. Les personnes versées dans cette te'chnique utiliserton avec aisance un appareil commu- tateur électronique ou un appareil commutateur électro-mécanique pour obtenir les résultats voulus. Les signaux émanant de la source de signaux sont commutés manuellement selon les circons- tances, ou automatiquement, vers une quelconque des cinq bornes d'entrée de signal, et si l'appareil de sortie consiste en haut-parleurs. le son est perçu comme émanant de la direction de choisie par le réseau de réglage/commutation .
Le réseau de régla- ge de commutation 62 peut être réglé par des signaux portés par une seule piste d'un ruban ou d'un film, tandis que la source de signaux sonores 60 peut être une seconde piste, ou une seule pisté
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peut contenir à la fois les signaux sonores et de commutation, .un filtre étant utilisé pour séparer les signaux de réglage de
EMI10.1
coutaç. L'output du réseau direct,ionnel,, provenant d'une seule source sonore commutée, peut aussi être appliqué à trois têtes enregistreuses ou transducteurs ou davantage et les signaux de sortie peuvent être enregistrés sur un support tel qu'un ruban ou un film dans les trois pistes.
Toutefois, au lieu que chacune des trois pistes ait un enregistrement sonore dans la même phase, mais avec clés amplitudes différentes, le son est enregistré avec. de amplitudes différentes, mais aussi avec retard entre eux, selon l'output du réseau directionnel.
Un agencement de réseau directionnel perfectionné, utile et simple a donc été décrit et représenté ci-avant, agencement. qui peut être directement employé pour créer, à partir d'une sour ce à un seul son, un effet tridimensionnel qui renforce le réa- lisme de la reproduction ou pour procurer un enregistrement depuis une telle source unique, enregistrement qui représente un son tridimensionnel.
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