JPH0520960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は音響再生装置に関し、更に詳しくいえ
ば360度の方位角（音の方向性を与える角度）に
わたつて拡がる音源からの音を聴取者が区別でき
るようにする音響再生装置に関する。そのような
装置のことをこの明細書では全周（サラウンド）
音響装置と称する。 本発明は異なる高さにある音源から送られてく
る音を聴取者に識別可能にするような音響再生装
置にも応用できる。 〔従来の技術〕 英国特許第1411994号（特公昭58−2519号、58
−2520号公報参照）には定位効果を改善、すなわ
ち良好な聴取効果が得られるような、スピーカに
関係して座ることのできる面積を増大させるとと
もに聴取者に安定かつ明確で、不快なフエイジネ
ス（Phasiness）の少ない音を聴けるようにする
ために第３のチヤネルを付加した全周音響装置が
開示されている。レコード録音の場合には、この
第３チヤネルは１つかそれ以上の可聴範囲外の副
搬送波の変調により伝送され、初めの２つのチヤ
ネルは溝の２つの壁面にそれぞれ直接録音され、
FMラジオの場合には第３チヤネルは、別の副搬
送波信号とは90度位相の異なる別の抑圧副搬送波
AM信号を変調する。 〔発明が解決しようとする課題〕 このような従来の方式では録音や搬送の都合上
第３チヤネル信号は周波数範囲と最大振幅レベル
のうち少くとも一方は制限される。このため、例
えば振幅レベルについては第３のチヤネル信号は
他の２つのチヤネルよりも低い制限レべル以下の
レベルにならざるを得ず、ノイズその他の妨害を
受けやすい。したがつて、このような制限は音の
定位に対して重大な悪影響を及ぼすことになる。 従つて、本発明の目的は、音の定位効果に大き
な悪影響を及ぼすことなしに、デコーダに与えら
れる第３チヤネル信号の相対利得の一部あるいは
全体を制限レベル以下に低下させることができる
ように構成された全周音装置を提供することであ
る。 〔課題を解決するための手段〕 本発明による全周音再生装置は、中間信号発生
手段により発生された同一利得を有する全ての方
位音源の信号の和からなる全方位信号である第１
の中間信号、符号化された音の各方位角の余弦に
比例する利得を有した全ての方位音源の信号の和
である第２の中間信号、符号化された音の各方位
角の正弦に比例する利得を有した全ての方位音源
の信号の和である第３の中間信号を受けて第１の
位相・振幅マトリクス回路を有する符号器により
符号化された全方位信号成分、符号化された音の
方位角の余弦に等しい利得を有する信号成分およ
び符号化された音の方位角の正弦に等しい利得を
有する信号成分の複素線形結合からなる、 Σ＝ａ＋ccosθ＋jesinθ Δ＝jb＋jdcosθ＋fsinθ （ここでθは方位角、ｊ（＝√−１）は、90°の位
相シフトを表わし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ、および
ｆは、複数の予め設定された方向に対応する符号
化された音の方位角θ′に対して式 ｈ＝v^-1（１＋u²sin²θ′／１−（ｕ／ｖ）²cos²θ′）
^1/2 ｇ＝h²／１＋vh ｕ（cos²θ′＋v²sin²θ′）／１＋u²
sin²θ′ ここで ｕ＝cf＋ed／bc−ad ｖ＝be＋af／bc−ad が成立し、１−（ｕ／ｖ）²cos²θ′は正であり、対
（ｕ，ｖ）は回転対称に相当する（０，１）およ
び（０，−１）のいずれでもない。） の符号化式で与えられる、それぞれ独立の利得Σ
およびΔとが与えられて線形結合で表わされる第
１および第２の伝送チヤネル信号および式 Ｔ＝ｑ（jg＋jhcosθ＋isinθ） （ただしｑは零でない複素利得、ｊ＝ｉ√−
１、ｇおよびｈは実利得、ｉ＝−１である。） で与えられる利得Ｔを有する第３の伝送チヤネル
信号を入力し、該伝送チヤネル信号を前記第１の
位相・振幅マトリクス回路とは逆の変換を行う第
２の位相・振幅マトリクスにより復号してスピー
カアレイへ加える出力信号を形成する復号器を具
え、 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は、前記
伝送チヤネル信号を符号化式の係数とは逆マトリ
クス式で得られる係数で関係付けられたスピーカ
の配置に応じた復号化式により出力信号に変換し
てスピーカアレイに加え、音響圧力成分に対して
90°位相関係を有する複素音響速度ベクトル成分
によつて形成されるベクトルが、音の各周波数に
おいて、基準方向に関して複数の予め設定された
方向に符号化された音の方位角と実質的に等しい
方向を向くように、所定の聴取位置における音響
圧力と音響速度ベクトルを形成する ことを特徴とするものである。 〔作用〕 本発明によれば、全方向信号成分と、符号化さ
れた音の方位角の余弦に等しい利得を有する信号
成分と、符号化された音の方位角の正弦に等しい
利得を有する信号成分との複素線形結合から構成
される３つ伝送チヤネル信号を発生する符号器を
備え、この符号器は第１、第２および第３の伝送
チヤネル信号を発生するように構成された第１の
位相−振幅マトリクスを備えており、第１と第２
の伝送チヤネル信号は回転対称の関係にはなく、
第３の伝送チヤネル信号は、復号器において位相
−振幅マトリクスとは逆マトリクスである第２の
位相−振幅マトリクスが、前記第１、第２、第３
の伝送チヤネル信号から回復された３つの信号を
発生する。 第３の伝送チヤネル信号は他の２つの伝送チヤ
ネル信号とは独立しているので定位に影響を与え
ずに第３の伝送チヤネル信号のゲインを変えるこ
とができ、低いレベルでも伝送が可能となる。 そして第３の伝送チヤネル信号がないときに
は、３つのそれぞれ逆マトリクスにより修正回復
された３つの信号は、第２の修正回復された信号
の複素利得と第１の修正回復された信号の複素利
得との比の実数部と、第３の修正回復された信号
の複素利得と前記第１の修正回復された信号の複
素利得との比の実数部とが、少なくとも180°を基
準として設定された少なくとも３つの方位角につ
いて符号化された方位角の方向を示すベクトルの
直角成分となるようにされる。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。 以下の説明では、全ての方位角は反時計回りに
測るものとする。 最初に、本発明の理論的根拠につき述べる。 離れた場所で発生する音の速さはその音の音響
圧力の時間微分に比例し、その微分の影響は90度
の位相シフトを伴つて高音域周波数を6dB／オク
ターブ上昇させことが知られている。その結果、
前述したベクトルの直角位相関係は、音響圧力と
音響速度を表す電気信号については０度または
180度の位相関係に相当する。 デコーダは好ましくはいわゆる“修正された逆
マトリクス”を含み、この“修正された逆マトリ
クス”はエンコーダの位相−振幅マトリクスを周
波数に依存する利得で修正し逆変換したものであ
る位相−振幅マトリクスを備える。しかし、その
利得が周波数に依存しないで１であることがあ
り、その場合にはデコーダの位相−振幅マトリク
スは、エンコーダの位相−振幅マトリクスの全く
逆マトリクスである。 “修正された逆マトリクス”は90度だけ位相を
シフトした音響圧力を表す信号に等しい第４の出
力をさらに与えるようにも構成できる。このマト
リクスは出力が前述したマトリクス出力信号の実
数部の線形結合であるようにも修正できる。 符号器（エンコーダ）は修正した回復信号から
得たベクトルが、基準方向に関して対称的に配置
できる６つの所定角度に対して、符号化された方
位角の方向を指すように構成することが望まし
い。 本発明の１つの特徴によれば、そのような６つ
の方位角は相互に直角な２つの基準方向に関して
対称的である。それらの６つの方位角は0°，60°，
120°，180°，−60°，−120°にすることが好ましい
。 本発明の好適な態様によれば、エンコーダは第
１と第２の伝送チヤネル信号が、 Ｌ＝１／２（ａ＋jb）＋１／２（ｃ＋jd）cosθ＋１／
２（ej＋ｆ）sinθ Ｒ＝１／２（ａ−jb）＋１／２（ｃ−jd）cosθ＋１／
２（ej−ｆ）sinθ で与えられる利得Ｌと利得Ｒ、または Σ＝ａ＋ccosθ＋jesinθ＝Ｌ＋Ｒ Δ＝jb＋jdcosθ＋fsinθ＝Ｌ−Ｒ で与えられる利得Σと利得Δのうちのいずれかの
組と同じ実数または複素数の倍数であるそれぞれ
の複素利得を持たせることにより、方位角θに関
連させられる音を表わすように構成される。ここ
で、 ｊ（＝√−１）は90度位相シフトを表し、ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆは実数利得を表わす。また第３の
伝送チヤネル信号は Ｔ＝ｑ（jg＋jhcosθ＋isinθ） で与えられる利得Ｔを持つように構成される。 ここでｑは０でない複素利得、ｇとｈは実数利
得を表わす。後に現われる時の簡略化のために実
数利得間の関係量ｕとｖを次のように定義する。 ｕ＝cf＋ed／bc−ad ｖ＝be＋af／bc−ad このｕ，ｖはマトリクスの計算上表わされる係
数間の関係を定数として扱つたものである。 上記のようなエンコーダでθを−θにし、ｊを
−ｊにし、利得Ｌと利得Ｒを入れ換えても、全体
の位相Ｔは変化するがその結果得られる式には変
化がない。従つて、そのような装置のことを「左
右対称性を有するエンコーダ」と呼ぶことにす
る。 ｕ＝０でｖ＝±１の場合には装置は回転対称
で、本発明の技術的範囲には含まれないことを理
解すべきである。 左右対称性を有するエンコーダにおいては、値
θ＝０，±θ′，180±θ′，180°ととつて、２つの互
いに直角な基準方向に関して６つの所定方位角を
対称的に配置することが好ましい。 その場合には利得ｇ，ｈは次のようになる。 ｈ＝v^-1｛１＋u²sin²θ′／１−（ｕ／ｖ）²cos²θ′｝
^1/2 ｇ＝h²／１＋vh｛ｕ（cos²θ′＋v²sin²θ′）／１＋u²
sin²θ′｝ ６つの所定方位角が0°，60°，120°，180°，−60
°，
−120°であるような特別の場合には、利得ｇとｈ
は次の形をとることがわかる。 ｈ＝v^-1｛４＋3u²／４−（ｕ／ｖ）²｝^1/2 ｇ＝h²／１＋vh｛ｕ（１＋3v²）／４＋3u²｝ 多くの実際的な装置では、ｇ，ｈのそれらの値
は式 ｈ＝１／ｖ√１＋²（1.12−0.12（²−²）） で良く近似されることが知られている。 係数ｇが上記の値から50％以上異ならず、係数
ｈが上記の値から25％以上異ならなければ、その
ような係数を持つエンコーダは本発明の技術的範
囲に含まれる。 符号器への入力信号は少くとも例えば３つの中
間信号を発生するマトリクス手段を含むマイクロ
フオンアセンブリから取り出される。ここで第１
の中間信号は同一の利得を有する全ての方位音源
の和より成る全方位信号であり、第２の中間信号
はそれぞれの符号化された方位角の余弦に比例す
る利得をそれぞれ有する全ての方位音源の信号の
和であり、第３の中間信号はそれぞれの符号化さ
れた方位角の正弦に比例する利得を有する全ての
方位音源の信号の和で構成される。 なお、中間信号とはマイクロフオン出力とエン
コーダ入力との間にあるという意味である。 他の態様として、エンコーダへの入力信号は、
複数の独立した単音源と、３つまたはそれ以上の
中間信号を発生する振幅マトリクス混合器とによ
り発生されてもよい。第１の中間信号は同一の利
得を有する全ての前記単音信号の和で構成され、
第２の中間信号は前記各単音信号がそれぞれの符
号化された方位角の余弦に比例する利得を与えら
れた後の全ての前記単音信号の和で構成され、第
３の中間信号は前記単音信号がそれぞれの符号化
された方位角の正弦に比例する利得を与えられた
後の全ての前記単音信号の和で構成される。 さらに他の態様として、入力信号はそれぞれ左
後、左前、右前、右後を表す４つの信号LB，
LF，RF，RBで構成され、ｍとｎは零より大き
く、k_F，k_B，は 2^-1/2≦k_F≦１ 2^-1/2≦k_B≦１ 2^-1/2≦≦2^1/2 であるような正利得として、振幅マトリクスは Ｗ＝ｍ｛k_F ^-1（LF＋RF）＋k_B ^-1（LB＋RB）｝ Ｘ＝ｎ｛（LF＋RF）−（LB＋RB）｝ Ｙ＝ｎ｛（LF−RF）＋（LB−RB）｝ で与えられる中間信号Ｗ，Ｘ，Ｙを発生する。 第１図は本発明が適用される音響再生装置の系
統図で、入力信号Ｗ，Ｘ，Ｙがエンコーダ１０に
加えられ、符号化された信号Σ，Δ，Ｔが装置１
２を介してデコーダ１４へ送られる。デコーダ１
４は“修正された逆マトリクス”を含み、出力信
号W′，X′，Y′を出力回路１６へ与える。出力回
路１６は出力信号を適当な増幅器を介してスピー
カへ送る。装置１２はレコーダと再生ユニツトま
たは送信機と受信機で構成される。装置１２の部
品は幾何学的または時間的に少くとも一方の面で
分離でき、この装置を通る信号は減衰、帯域制
限、その他の修正のうちの少くとも１つの処理を
受けるから、デコーダへ加えられる信号はΣ′，
Δ′，T′となる。 入力信号Ｗは全方位信号であるが、信号Ｘ，Ｙ
は、第１基準方向から測つた符号化された音響方
位角の余弦と正弦にそれぞれ比例する利得をそれ
ぞれ有する。 エンコーダ１０は次の符号化式に従つて動作す
るように構成される。 Σ Δ Ｔ 利得＝ａ bj qgj ｃ dj qhj ej ｆ qi１ cosθ sinθ ここに、ｊ（＝√−１）は90度の位相シフトを
表し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉは実
利得、ｑは零でない複素利得をそれぞれ表す。 逆マトリクス１４は次の復号化式の機能を行
う。 a′ b′ g′j c′j d′j h′ e′j f′j i′＝ａ bj gj ｃ dj hj ej ｆ ｉ^-1 ここに、k₁とk₂は正利得、k₃，ｔは実利得、ｔ
は第３チヤネルの利得をそれぞれ表す。これらの
全ての利得は周波数に依存しており、対象とする
再生の種々の点を最適にするように選択される。
利得k₃は特公昭61−31680号公報に開示されてい
るように方向性バイアス利得である。 正多角形状に配置されたスピーカへ信号を与え
るために出力マトリクス１６が必要な場合には、
マトリクス１６の出力は、正多角形状における第
２の基準方向から測定した方位角φにあるスピー
カに P〓＝W′＋2X′cosφ＋2Y′sinφ で与えられる信号P〓が加わるようにされる。こ
の信号P〓が取り出される前に信号X′，Y′をRC広
域通過フイルタに通してスピーカと聴取位置との
距離にもとづく効果の差を距離補償しておくべき
である（特願昭50−37386号（特公平１−37080号
公報参照））。 方位角φ、180°−φ、−180°＋φ、−φにスピー
カを配置する四角形スピーカ配置では、それぞれ
のスピーカには信号P₉₀°_-〓，P₉₀°_-〓，P_-90°_-〓，
P_-90°₊〓が与えられる（特公平１−37080号）。 所定の方位角が0°，±60°，±120°，180°である
よ
うな種々のエンコーダマトリクスについて次の例
で説明する。それらのうちの初めの３つは ｕ＝−１／√８＝−0.354 ｖ＝３／√８＝1.061 であるようないわゆるJT方式である。 このJT方式と異なるものとしていわゆるHT
方式がある。このHT方式はBBC2チヤネル“マ
トリクスＨ”符号器を基にしており、このHT方
式では ｕ＝−0.170 ｖ＝＋1.473 である。 45JT，55JT，65JT，HTの各方式に対する符
号化マトリクスの係数ａ〜ｉと、対応する逆マト
リクスの対応する係数a′〜i′の値を第１表に示す。

【表】

【表】 第１表の係数２はP〓に対する先の式における
係数２から生ずるものである。マキタの定位理論
（Makita's theory of localisation）に従う０〜
１のいかなる利得ｔに対してもこのようなデコー
ダにより発生される見かけの音方位は、約2°以内
で符号化された方位に一致する。ｔ＝０とｔ＝１
の時には、それらのデコーダは、マキタの理論に
従つて、６つの所定方向0°，±60°，±120°，180°
に
対する符号化された方位に等しい見かけの音方位
を与える。 前述した復号化式におけるパラメータk₁，k₂，
k₃とｔは、利用できるチヤネルの数と、デコーダ
の複雑さと、人の耳による音の定位の周波数依存
性を考慮に入れるか否か、ということに応じて好
適な値をとる。 ３つのチヤネル全部を全帯域幅にわたつて利用
できるという特別な場合には、k₁＝k₂＝ｔ＝１，
k₃＝０とおくことができる。そうするとW′は方
向性利得１を有し、X′は方向性利得cosθを有し、
Y′は方向性利得sinθを持つことになる。一般に、 ReX′／W′：ReY′／W′≒cosθ：sinθ の時には、マキタの定位理論に従つて満足できる
復号された方位結果が得られることがわかつてい
る。ここに、Reは“実数部”を意味する。従つ
て、出力マトリクス１６が適切に設計された振幅
マトリクスであれば、k₁＞０，k₂＞０および−
0.2＜ｔ＜1.4である限り、k₁，k₂，k₃，ｔの値が
どのようなものであつてもほぼ正しい方位が得ら
れる。たとえば、少くとも４個のスピーカがそれ
ぞれ方位角φで配置される正多角形配置の場合に
は、各スピーカに与えられる信号は前述したよう
に P〓＝W′＋2X′cosφ＋2Y′sinφ で与えられる。 このように、出力マトリクス１６が適切に設計
された振幅マトリクスであれば、k₁，k₂＞０で−
0.2＜ｔ＜1.4である限り、k₁，k₂，k₃の値如何に
かかわらずほぼ正しいマキタの方位が得られる。
JT装置に対するそれらのパラメータの適切な値
の例は次の通りである。半チヤネルとは所要周波
数帯の部分だけに対して利用できるチヤネルのこ
とである。 音響心理学的に補償された３チヤネルデコーダ k₁＝k₂＝ｔ＝１，k₃＝０（400Hz以下の周波数
で）、 k₁＝1.2247，k₂＝0.8660，ｔ＝１，k₃＝０（400
Hz以上の周波数で）。 基本的な２チヤネルデコーダ k₁＝k₂＝１，ｔ＝k₃＝０ 音響心理学的に補償された２チヤネルデコーダ ｔ＝０で k₁＝0.6592，k₂＝1.2807，k₃＝0.1545（400Hz以
下の周波数で）、 k₁＝k₂＝１，k₃≦0.4175（400Hz以上の周波数
で）。 基本的な２１／２チヤネルデコーダ k₁＝k₂＝ｔ＝１，k₃＝０（３チヤネルを利用で
きる周波数に対して）、 k₁＝k₂＝1.1454，k₃＝０，ｔ＝０（２チヤネル
を利用できる時）。 方向により一様な利得を有する２１／２チヤネル デコーダ k₁＝k₂＝ｔ＝１，k₃＝０（３チヤネルを利用で
きる周波数に対して）、 k₁＝k₂＝1.2162，k₃＝0.5077（２チヤネルを利
用できる時）。 利得は0.52dBの範囲内で方向により一様であ
る。 音響心理学的に補償された２１／２チヤネルデコ ーダ k₁＝k₂＝ｔ＝１，k₃＝０（400Hz以下の周波数
で）、 k₁＝1.2247，k₂＝0.8660，k₃＝０，ｔ＝１（３
チヤネルが利用でき、400Hz以下のとき）、 k₁＝k₂＝1.2162，k₃＝0.5077，ｔ＝０（２チヤ
ネルが利用できて高調波のとき）。 方向により一様な利得を有する基本的な２チヤ
ネルデコーダ k₁＝１，k₂＝1.15，k₃＝0.3622，ｔ＝０ 第２図は上記のような種類のデコーダを示す。
入力信号Σ′，Δ′はそれぞれ位相補正回路２０，２
２に加えられ、入力信号T′は相対利得ｔを有す
る回路２４へ加えられる。回路２０，２２，２４
の出力はWXY回路２６へ加えられる。この回路
２６は昭和50年特許願第37386号（特公平１−
37080号公報参照）に開示されている種類のもの
を使用でき、位相−振幅マトリクス回路を用いて
構成できる。WXY回路２６は４つの出力信号
ｗ，ｘ，ｙ，−jwを発生する。Ｔチヤネルの利得
ｔ＝１の時は信号ｗは全方向利得を持ち、信号
ｘ，ｙは符号化された信号の方位角の余弦と正弦
にそれぞれ依存する利得を有し、信号−jwは90
度位相遅れである点を除き信号ｗと同一である。 このように、WXY回路は符号器マトリクスの
逆を構成する位相−振幅マトリクスとすることが
できるが、ｗ出力と位相が90度異なる別の出力を
与える。 WXY回路２６の出力は利得回路２８，３０，
３２，３４にそれぞれ与えられる。回路２８，３
０，３２，３４は信号ｗに利得k₁を、信号ｘ，ｙ
に利得k₂を、信号−jwに利得k₃をそれぞれ与え
る。回路３４からの出力信号−jwk₃は回路３２
からの出力yk₂に加算器３６で加え合わされて、
前述した昭和51年特許願第136207号（特公昭61−
31680号公報参照）に開示されているように指向
性バイアス動作を行い信号Y′を発生する。信号
W′（＝wk₁）とx′（＝xk₂）は回路２８，３０から
それぞれ発生され、３つの信号W′，X′，Y′は全
て出力マトリクス１６に加えられる。このマトリ
クス１６は振幅マトリクスの形をとり、前述した
スピーカアレイへ与える信号を発生する。 前述したように、利得k₁，k₂，k₃，ｔは周波数
に依存することがあり、その場合には回路２８，
３０，３２，３４により与えられる位相のずれは
互いに一致しなければならず、回路２０，２２は
利得回路２４により与えられる位相シフト量に類
似する位相シフト量を与えるように構成される。
利得回路２４はたとえば次のような複素周波数応
答 １−0.23（τw）₂／｛１＋1.7j（τw）−（τw）²｝² を有するフイルタとすることができる。ここで、
時定数τは例えば75μsに等しい。この場合には、
位相補正回路２０，２２は複素周波数応答 １−1.7j（τw）−（τw）²／１＋1.7j（τw）−（τw
）² を有する全通過回路網となる。 どの装置に対しても適当なk₁，k₂，k₃，ｔに対
して先に定めた値は、JT装置においてｕとｖに
対して定めた値を有する。 第２図に示すデコーダの種々の段は、全体の動
作に変更がなければ、利得が種々の点で加えられ
るように変形できることを理解すべきである。更
に、信号x′とY′の信号路は、−3dB周波数が54／
ｄHzにほぼ等しいようなRC高域通過フイルタを
含んでおり、聴取距離が有限であるために生ずる
スピーカからの音場の曲りによりひき起される、
音の定位に及ぼす好ましくない影響を補償する。
なお、ｄは聴取場所内での基準点からスピーカま
での距離をメートルで表したものである。 方向性音をLB，LF，RF，RBで表わされる４
チヤネルの信号へ符号化するために一般に用いら
れている１つの方法はいわゆる「対混合
（Pairwise mixing）」と呼ばれているもので、こ
の方法では４つの各チヤネル毎に第２表に示され
ている利得を割当てることにより、音は方位θに
符号化される。

〔発明の効果〕

本発明によれば符号器と復号器間の信号伝送を
それぞれ複素結合された３つの式にしたがつて行
い、かつそのうちの第３チヤネル信号は他の２つ
のチヤネルとは独立でその利得を設定できるた
め、第３チヤネル信号の利得を制限レベル以下に
低下させて設定しても３つのチヤネル信号の係数
を用いて正確に方位角を再現でき、十分な定位の
得られる全周音再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の符号化および復号化装置のブ
ロツク図、第２図は第１図に示す装置のデコーダ
の一実施例の詳細を示すブロツク図である。 １０……符号化マトリクス、１２……録音／再
生器または伝送／受信器、１４……逆マトリク
ス、１６……出力回路、２０，２２……位相補正
器、２４……利得回路、２６……WXY回路、２
８，３０，３２，３４……利得回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中間信号発生手段により発生された同一利得
   を有する全ての方位音源の信号の和からなる全方
   位信号である第１の中間信号、符号化された音の
   各方位角の余弦に比例する利得を有した全ての方
   位音源の信号の和である第２の中間信号、符号化
   された音の各方位角の正弦に比例する利得を有し
   た全ての方位音源の信号の和である第３の中間信
   号を受けて第１の位相・振幅マトリクス回路を有
   する符号器により符号化された全方位信号成分、
   符号化された音の方位角の余弦に等しい利得を有
   する信号成分および符号化された音の方位角の正
   弦に等しい利得を有する信号成分の複素線形結合
   からなる、 Σ＝ａ＋ccosθ＋jesinθ Δ＝jb＋jdcosθ＋fsinθ （ここでθは方位角、ｊ（＝√−１）は、90°の
   位相シフトを表わし、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，およ
   びｆは、複数の予め設定された方向に対応する符
   号化された音の方位角θ′に対して式 ｈ＝v^-1（１＋u²sin²θ′／１−（ｕ／ｖ）²cos²
   θ′）^1/2 ｇ＝h²／１＋vh ｕ（cos²θ′＋v²sin²θ′）／１＋
   u²sin²θ′ ここで ｕ＝cf＋ed／bc−ad ｖ＝−be＋af／bc−ad が成立し、１−（ｕ／ｖ）²cos²θ′は正であり、
   対（ｕ，ｖ）は回転対称に相当する（０，１）お
   よび（０，−１）のいずれでもない。） の符号化式で与えられる、それぞれ独立の利得Σ
   およびΔが与えられて線形結合で表わされる第１
   および第２の伝送チヤネル信号および式 Ｔ＝ｑ（jg＋jhcosθ＋isinθ） （ただしｑは零でない複素利得、ｊ＝√−１、
   ｇおよびｈは実利得、ｉ＝−１である。） で与えられる利得Ｔを有する第３の伝送チヤネル
   信号を入力し、該伝送チヤネル信号を前記第１の
   位相・振幅マトリクス回路とは逆の変換を行う第
   ２の位相・振幅マトリクスにより復号してスピー
   カアレイへ加える出力信号を形成する復号器を具
   え、 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は、前記
   伝送チヤネル信号を符号化式の係数とは逆マトリ
   クス式で得られる係数で関係付けられたスピーカ
   の配置に応じた復号化式により出力信号に変換し
   てスピーカアレイに加え、音響圧力成分に対して
   90°位相関係を有する複素音響速度ベクトル成分
   によつて形成されるベクトルが、音の各周波数に
   おいて、基準方向に関して複数の予め設定された
   方向に符号化された音の方位角と実質的に等しい
   方向を向くように、所定の聴取位置における音響
   圧力と音響速度ベクトルを形成する ことを特徴とする全周音再生装置。 ２ 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は伝送
   チヤネル信号を Pψ＝〔a′k₁＋2b′k₂jcosψ＋（2g′k₂−a′k₃）
   jsinψ〕Σ′＋〔c′k₁ｊ＋2d′k₂jcosψ＋（2h′k₂＋c
   ′k₃）
   sinψ〕Δ′＋ｔ〔e′k₁ｊ＋2f′k₂jcosψ＋（2i′k₂＋
   e′k₃）
   sinψ〕q^-1T′ （ただしψはスピーカ部の正多角形配置におけ
   る基準位置を基準とした方位角であつて、φ＝ψ
   であり、スピーカ部の長方形配置のそれぞれの方
   位角φ＝φ′，180°−φ′，−180°＋φ′，−φ′に
   対しψ
   ＝90°−φ，90°＋φ，−90°−φ，−90°であり、 k₁およびk₂は正の利得、k₃は実数利得、ｔは−
   0.2＜ｔ＜1.4を満足する利得、実数利得a′，2b′，
   c′2d′，e′，2f′，2g′，2h′，2i′はマトリクス式 a′ c′j e′j b′ d′j f′j g′ jh′ i′＝ａ ｃ ej bj dj ｆ gj hj ｉ^-1 （ただしｊ＝√−１） により符号化式のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，
   ｈ，ｉと関係付けられ、ｑは符号化式中の信号Ｔ
   の複素利得であり、Σ′，Δ′，T′は信号Σ，Δ，
   Ｔ又は信号Ｌ＋Ｒ，Ｌ−Ｒ，Ｔに比例し、前記第
   １および第２の伝送チヤネル信号の各複素利得は
   AΣ，AΔ又はAL，AR ただし Ｌ＝１／２Σ＋１／２Δ，Ｒ＝１／２Σ−１／２Δ であり、Ａは実数の倍数または複素数の倍数であ
   る。） の形の出力信号に変換してスピーカ部へ送るもの
   である特許請求の範囲第１項記載の全周音再生装
   置。 ３ 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は ｈ＝v^-1（４＋3u²／４−（ｕ／ｖ）²）^1/2 ｇ＝h²／１＋vh・ｕ（１＋3v²）／４＋3u² および ａ＝0.9530，ｂ＝−0.3029，ｃ＝0.2554，ｄ＝
   0.8034，ｅ＝0.0661，ｆ＝0.9593，ｇ＝−0.1716，
   ｈ＝1.0000，ｉ＝−1.0000を満足する第１、第２
   および第３の伝送チヤネル信号に対して伝送チヤ
   ネル信号をa′＝0.9857，2b′＝0.5228，ｃ＝0.1058，
   2d′＝−1.0785，e′＝0.1667，2f′＝−1.0000，2g′
   ＝
   0.1846，2h′＝1.1148，2i′＝−0.9428である係数を
   有する出力信号Pψに変換するものである特許請
   求の範囲第１項記載の全周音再生装置。 ４ 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は、 ｈ＝v^-1（４＋3u²／４−（ｕ／ｖ）²）^1/2 ｇ＝（h²／１＋vh・ｕ（１＋3v²）／４＋3u² および ａ＝0.9694，ｂ＝−0.2457，ｃ＝0.2191，ｄ＝
   0.8643，ｅ＝0.1104，ｆ＝1.0036，ｇ＝−0.1716，
   ｈ＝1.0000，ｉ＝−1.0000を満足する第１、第２
   および第３の伝送チヤネル信号に対して伝送チヤ
   ネル信号をa′＝0.9876，2b′＝0.4418，ｃ＝0.0575，
   2d′＝−1.0450，e′＝0.1667，2f′＝−1.0000，2g′
   ＝
   0.1030，2h′＝1.0647，2i′＝−0.9428である係数を
   有する出力信号Pψに変換するものである特許請
   求の範囲第１項記載の全周音再生装置。 ５ 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は ｈ＝v^-1４＋3u²／４−（ｕ／ｖ）²）^1/2 ｇ＝h²／１＋vh・ｕ（１＋3v²）／４＋3u² および ａ＝0.9829，ｂ＝−0.1842，ｃ＝0.1725，ｄ＝
   0.9203，ｅ＝0.1645，ｆ＝1.0036，ｇ＝−0.1716，
   ｈ＝1.0000，ｉ＝−1.0000を満足する第１、第２
   および第３の伝送チヤネル信号に対して伝送チヤ
   ネル信号をa′＝0.9876，2b′＝0.3654，ｃ＝0.0040，
   2d′＝−1.0181，e′＝0.1667，2f′＝−1.0000，2g′
   ＝
   0.0265，2h′＝1.0195，2i′＝−0.9428である係数を
   有する出力信号ψに変換するものである特許請求
   の範囲第１項記載の全周音再生装置。 ６ 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は ｈ＝v^-1（４＋3u²／４−（ｕ／ｖ）²）^1/2 ｇ＝h²／１＋vh・ｕ（１＋3v²）／４＋3u² および ａ＝0.9915，ｂ＝−0.1305，ｃ＝0.2030，ｄ＝
   0.6580，ｅ＝−0.1305，ｆ＝0.9915，ｇ＝−
   0.0733，ｈ＝0.6873，ｉ＝−1.0000を満足する第
   １、第２および第３の伝送チヤネル信号に対して
   伝送チヤネル信号をa′＝0.9744，2b′＝0.2956，ｃ
   ＝0.2129，2d′＝−1.4286，e′＝0.0839，2f′＝−
   1.4549，2g′＝0.0603，2h′＝1.0131，2i′＝−0.9877
   である係数を有する出力信号Pψに変換するもの
   である特許請求の範囲第１項記載の全周音再生装
   置。 ７ 前記第２の位相・振幅マトリクス回路は伝送
   チヤネル信号を音響圧力成分に対し直角位相関係
   を有する複素音響速度ベクトル成分よりなるベク
   トルが基準方向に対し対称配置される６個の所定
   角の符号化された音の方向に配向される出力信号
   に変換するものである特許請求の範囲第１項記載
   の全周音再生装置。 ８ 前記６個の所定角が互いに直交する２基準方
   向に対し対称にされてなる特許請求の範囲第７項
   記載の全周音再生装置。 ９ 前記６個の所定角が0°，60°，120°，180°，−
   60°，−120°にされてなる特許請求の範囲第８項記
   載の全周音再生装置。 １０ 前記第１の位相・振幅マトリクス回路は各
   複素利得がAΣ（利得）、AΔ（利得）又はAL（利
   得）、AR（利得） （ただしＬ（利得）＝１／２Σ＋１／２Δ，Ｒ（利得
   ）＝ １／２Σ−１／２Δ Ａは実数又は複素数の倍数である。） の第１および第２の伝送チヤネル信号を発生する
   ものである特許請求の範囲第１項記載の全周音再
   生装置。 １１ 前記第１の位相・振幅マトリクス回路は少
   なくとも３個の中間信号を発生するマイクロフオ
   ン装置から入力信号を入力して第１、第２および
   第３の伝送チヤネル信号に変換するものである特
   許請求の範囲第１項記載の全周音再生装置。 １２ 前記第１の位相・振幅マトリクス回路は独
   立した複数の単音信号源からおよび３以上の中間
   信号を発生する振幅マトリクス混合器から送られ
   る入力信号を入力して第１、第２および第３の伝
   送チヤネル信号に変換するものである特許請求の
   範囲第１項記載の全周音再生装置。 １３ 前記第１の位相・振幅マトリクス回路は左
   後部、左前部、右前部、右後部での音をそれぞれ
   現す信号LB，LF，RF，RBを発生する手段およ
   び３個の中間信号 Ｗ＝ｍ〔k_F ^-1（LF＋RF）＋k_B ^-1×（LB＋
   RB）〕 Ｘ＝ｎ〔（LF＋RF）−（LB＋RB）〕 Ｙ＝ｎ〔（LF−RF）＋（LB−RB）〕 （ただしｍとｎは零より大きくk_F，k_B，は 2^-1/2≦k_F≦１，2^-1/2≦k_B≦ １，2^-1/2≦≦2^1/2 を満足する正の利得である。） を発生する振幅マトリクス回路からの入力に応答
   して第１および第２の伝送チヤネル信号に変換す
   るものである特許請求の範囲第１項記載の全周音
   再生装置。