JPH05219600A - ステレオ強調および指向性サーボを備えたオージオサラウンドシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、サラウンドオージオシステムにお
けるリスナーに位置による音響イメージの相違をなく
し、音響イメージの強調されたアンビエンスおよび広さ
を与えるシステムを提供することを目的とする。 【構成】 サラウンドオージオシステムのステレオ強調
システムで前方システムと後方システムとを異なった形
式とし、前方のスピーカ16，22，26を駆動する第１のス
テレオ強調システム10は指向性サーボの速度を増加させ
なが、しきい値の増加によってポンプ作用を除去し、ブ
リードにより反響効果の不所望な増加を抑制し、後方の
スピーカ40，46，50を駆動する第２のステレオ強調シス
テム34は指向性サーボの速度を増加させ、左右のスピー
カ40，46のみに差信号を供給し、和信号はウーハ50のみ
に供給することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はステレオ音響イメージの
強調に関し、特に強調された指向性および強調されたア
ンビエンスを有するサラウンド音響を提供する方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】サラウンド音響システムはより現実的な
音響イメージを提供し、リスナーが音響によって表され
た動作のエリア内に位置されているかのように音響を体
験させる。このようなサラウンド音響システムは現在映
画館等の広い室内で一般に使用されているが、しかし家
庭用ステレオシステムにおける適用が著しく増加してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】典型的に、サラウンド
システムは映画館の正面における１組のスピーカおよび
映画館の後方の１組のスピーカを使用する。映画館の側
面に沿った付加的なスピーカが使用されてもよい。多数
の異なる技術が示唆され、ステレオまたはモノラルのい
ずれがで音響信号を処理し、映画館のスピーカシステム
の前方および後方スピーカにこれらを供給するために現
在使用されている。

【０００４】前方および後方スピーカに供給された信号
は視覚表示が位置された映画館の前方にリスナーの注意
を集中させておくために異なって処理されなければなら
ない。映画館において、例えば動作は画面の正面で見ら
れ、音響は正面から聞かれる。同時にサラウンド音響が
音響イメージのアンビエンス、幅および範囲を拡大する
ために後方または側面から提供され、一方リスナーの注
意が映画館の正面に向いた状態にしておくことが試みら
れている。

【０００５】サラウンド音響を提供するように構成され
た従来の技術はドルビーサラウンド、ドルビープロロジ
ックおよびＦＯＳＧＡＴＥシステムを含んている。ドル
ビーシステムにおいて、例えば左、右、中央およびサラ
ウンドチャンネルを含む４つの特別に準備されたサラウ
ンド入力チャンネルはステレオマトリクスエンコーダに
よって２つのチャンネルにマトリクスされる。これら２
つのチャンネルは放送またはレコード、テープ、コンパ
クトディスク等の音響記録媒体上に固定されるかのいず
れかで音源として提供される。左および右の前方チャン
ネルは変化されないが、左および右チャンネルの合計を
表す中央チャンネルは等しいラウドネスを得るために３
ｄｂのレベルで使用され、右および左側の情報に付加さ
れる。３ｄｂだけ減少されたサラウンド情報はまた左ま
たは右のチャンネル情報に対して位相がプラスまたはマ
イナス90°シフトされる。

【０００６】２つの出力信号、例えば左および右チャン
ネルは音源から種々のスピーカシステムに供給されるこ
とができる。それらはモノラルシステムに供給されるこ
とができ、通常のステレオスピーカシステムは左および
右スピーカを有し、或はマトリクスされたドルビーサラ
ウンド信号の対の最大利用のために特に配置された特定
のサラウンドスピーカシステムに供給されることができ
る。しかしながら、このようなサラウンドスピーカシス
テムにおける利用に対してデコーディングまたはデマト
リクス回路は映画館等の前方および後方スピーカへの送
信のために２つの出力信号を処理することが必要とされ
る。

【０００７】このようなサラウンドシステムは広い映画
館の音響を著しく強調するように考慮されるが、しかし
ながら試みられた現実的音響生成において著しい弱点を
示す。この弱点は、音響がこのようなシステム中のポイ
ントソースから生じることが多いためである。映画館中
のある場所に位置した人間によって聞取られる音響は異
なる場所に位置した人間が受ける音響とかなり異なって
いる。一般にこのようなシステムにおいて正面に向いた
中央のシートは最大の望ましいサラウンド音響効果を提
供する。

【０００８】ポイントソース問題は、リスナーの位置が
このようなあるスピーカに近い場合、１つのスピーカか
ら来る音響がリスナーに達したときに大きいことが１つ
の原因だある。したがって、例えば映画館の後方の後方
スピーカの１つに近接して位置した人間は、最も近い後
方スピーカからの音響が前方のスピーカからの音響を抑
制する傾向があることを認識する。これは映画館の後方
の地点にリスナーの注意を集中させる傾向がある。これ
は望ましくない。

【０００９】このポイントソース問題は、第２の音響の
前にリスナーに到達するある音響が第２の音響を抑制す
る傾向があり、リスナーにおける２つの音響の相対的な
強度が相対的時間遅延を挿入することによって補償され
ることを認識したハス効果を利用することによってある
程度軽減される。したがって、映画館の後方でスピーカ
に送られる音響は一般に映画館の前方にリスナーの注意
を向けておこうとしたときにある程度遅延される。した
がって、前方から生じる音響は後方から生じる音響を聞
取る前に後方のリスナーに到達し、したがって後方スピ
ーカに対する彼の接近した位置を少なくとも部分的に補
償する。しかしながら、このような試みにもかかわら
ず、個々のスピーカ位置に音源を集中する傾向があるポ
イントソース効果は依然として優勢である。関連した問
題は、映画館でリスナーに与えられた音響イメージがシ
ート位置により変化することである。

【００１０】したがって、本発明の目的は上記された問
題を回避するか、または最小にするサラウンドシステム
を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】好ましい実施例にしたが
って本発明の原理を実行する場合、前方および後方スピ
ーカの各組に対する音響信号を処理するように第１およ
び第２のステレオ強調システムが提供される。２つの処
理システムは前方および後方音響を処理するために異な
って配置されているため、前方音響は程度の大きいアン
ビエンスおよび高められた指向性を持つクリアでクリー
ンな中央段音響イメージを提供し、後方音響は中央段音
響成分を提供せずに指向性およびアンビエンスを強調す
るように処理される。一方後方音響強調システムはほと
んど指向性を持たないサブウーファに非常に低い周波数
でのみ中央段音響成分を提供する。

【００１２】

【実施例】ここに示されたサラウンドシステムは、アー
ノルドＩ．クレーマンによって発明され、本発明の出願
人に譲渡されたたステレオ強調システムに対する従来の
米国特許第4,748,669 号明細書およびステレオ強調およ
び指向性サーボに対する米国特許第4,866,774 号明細書
に記載されたシステムの改良されたステレオ音響強調の
可能性を利用する。後者の米国特許第4,866,774 号明細
書は前者の特許明細書に記載されたシステムの強調され
た変形である。ステレオ強調および指向性サーボに対す
る米国特許第4,866,774 号明細書に記載されたシステム
は、クレイマンの米国特許のシステムによって達成され
る強調された指向性と共に広いアンビエンスおよび明瞭
なポイントソースの抑制を利用するサラウンドシステム
を提供するように以下示されるように修正される。これ
らの特許明細書のシステムは一般に“ＳＲＳ”または音
響検索システムとして知られている。

【００１３】簡単に述べると、米国特許第4,866,774 号
明細書に記載されたようにステレオ強調および広い無指
向性音響イメージは差信号（Ｌ−Ｒ）の下方および上方
周波数帯域を増加することによって提供され、ここでＬ
およびＲは左および右のステレオチャンネル信号を示
し、また和信号（Ｌ＋Ｒ）に対する増加された差信号の
予め定められた一定比率を与えてこれらの信号を左およ
び右スピーカに供給する。この処理はさらに広いアンビ
エンスおよび著しく増加された幅を有する音響イメージ
を提供する。ＳＲＳシステムの音響イメージはスピーカ
対に関してリスナーの位置にかかわらず彼にとって実質
的に同じであるように与えられる。リスナーはスピーカ
に関して非常に多数の異なる位置の任意の１つにおいて
同じ音響イメージを聞取る。“ポイントソース”効果は
実効的にない。この増加されたアンビエンスおよび広い
音響イメージに加えて、システムによって生成された音
響の指向性はスクリーンの一方または他方の側部で発生
する視覚作用に対して大きい現実性を生成するように著
しく高められる。指向性は主に米国特許第4,866,774号
明細書に記載された指向性サーボの使用によりスクリー
ンの一方または他方の側部から生じるような音響を適切
におよび制御可能に増大することによって増加される。
このような強調された効果は、例えば家庭用テレビジョ
ンセットに内蔵されたステレオスピーカのような単一の
対の比較的狭い間隔のスピーカを使用された場合でも、
この米国特許明細書のシステムによって提供される。

【００１４】本発明によると、米国特許第4,866,774 号
明細書のＳＲＳシステムはサラウンドシステムにおいて
使用するために修正され、このようなサラウンドシステ
ムは映画館において、またはテレビジョン、ビデオレコ
ーダおよびホームサラウンドプロセッサ等のホームビデ
オに対して使用される。サラウンド信号のマトリクス分
解は不要である。図２および図３のブロック図および図
４および図５の回路と関連してＳＲＳシステムの詳細な
説明が以下に与えられている。ＳＲＳシステムの全体的
で完全な記載および説明は米国特許第4,866,774 号明細
書に記載されている。

【００１５】サラウンド音響システムに改良および強調
されたＳＲＳシステムを適用するため、特に以下に説明
されるようにそれぞれ異なって修正される２つのＳＲＳ
システムが使用され、分離したセットの前方および後方
スピーカを駆動するようにそれぞれ配置される。広い概
念ではこのような二重ＳＲＳシステムはサラウンド音響
装置として図１に示されている。２つのＳＲＳシステム
10および34はＬ_INおよびＲ_INとして示された１対の入力
信号に応答する。これらの入力信号は任意の対のステレ
オ信号であってよく、ステレオシンセサイザに対する米
国特許第4,841,572 号明細書に記載されているように合
成ステレオ信号の生成または発生が行われた場合に実際
に両者は単一のモノラル信号から得られる。２つの入力
信号はまたドルビーサラウンド、ドルビープロロジッ
ク、ＦＯＳＧＡＴＥおよび類似のシステムによって提供
されるようなエンコードされ、マトリクス処理されたサ
ラウンドシステムからの２つの信号であってもよい。し
かしながら、マトリクス分解はこの構造においては不要
である。上記のようなこれら２つの左および右チャンネ
ルサラウンド信号はサラウンドシステムに対して特に構
成された音響情報を含み、このような信号はここに示さ
れるべきサラウンドシステム用の入力として好ましい。

【００１６】図１を参照すると、前方強調または前方Ｓ
ＲＳシステム10は入力信号Ｌ_INおよびＲ_INを受信し、５
つの出力信号、すなわちＳＲＳシステムに対する最初の
入力信号であるＬ_INおよびＲ_IN、反対の極性の差信号で
ある差信号（Ｌ−Ｒ）および（Ｒ−Ｌ）（例えばＬ_INと
Ｒ_INとの間の差）、および２つの入力信号の和である和
信号（Ｌ＋Ｒ）を供給する。サラウンドシステムに対し
て使用されるようなＳＲＳシステムにおいて、出力（Ｌ
−Ｒ）およびＬ_INは左前方ミキサ12において混合され、
映画館の前方で左に位置された左前方スピーカ16にライ
ン14上の出力を供給する。右前方ミキサ18は差信号（Ｒ
−Ｌ）を受信して、右入力信号Ｒ_INとこれを結合して前
方段の右に位置された右前方スピーカ22にライン20上で
右チャンネル出力を供給する。左または右成分を全く持
たない和信号自身は前方段の中央に位置された中央前方
スピーカ26にライン24を介して供給される。複数の信号
は前方ＳＲＳシステム10の出力とミキサおよび中央前方
スピーカへの入力との間に配置された27，29および31で
示された電位差計によって振幅を調節されてもよい。ミ
キサおよび電位差計はＳＲＳシステムの一部分であり、
それに内蔵されているが、図１において明示するために
分離して示されている。

【００１７】同じ入力信号Ｌ_INおよびＲ_INは第２または
後方ＳＲＳシステム34に供給され、和および差信号（Ｌ
＋Ｒ），（Ｌ−Ｒ）および（Ｒ−Ｌ）の出力を有する。
図１に示されているように、信号（Ｌ−Ｒ）は左後方ミ
キサ36、帯域制限フィルタ38および遅延回路39を通して
左後方スピーカ40に供給される。同様に、右信号（Ｒ−
Ｌ）は右後方ミキサ42、帯域制限フィルタ44および遅延
回路45を通して左後方スピーカ46に供給される。和また
は中央信号は左または右後方スピーカのいずれにも供給
されない。和信号（Ｌ＋Ｒ）はローパスフィルタ48を通
してサブウーファ50に供給される。左および右後方スピ
ーカは映画館の後方、左および右側にそれぞれ配置さ
れ、一方サブウーファは実効的に無指向性の音源を提供
するため、映画館内の任意の所望の位置に配置されるこ
とが可能である。

【００１８】図２および図３に示されたＳＲＳはここで
使用される前方および後方ＳＲＳシステムの両方を有す
る。個々の前方および後方ＳＲＳシステムは以下に示さ
れているように互いに異なる方法で修正されるが、図２
および図３は修正した特定の回路の詳細を理解するため
の背景技術として使用される。

【００１９】前方および後方用の２つのＳＲＳシステム
は修正される。それぞれは互いに、および米国特許第4,
866,774 号明細書のシステムに比較して異なる方法で修
正される。簡単に説明すると、前方ＳＲＳシステムに対
するこれらの修正は（ａ）指向性サーボのスピードアッ
プおよびスピードアップによって生じたポンプ効果の付
随的抑制、（ｂ）処理しきい値の上昇、（ｃ）強調され
た回路のサーボされた等化器に制御信号を与えることに
よる反響効果の減少、および（ｄ）中央音響イメージま
たは（Ｌ＋Ｒ）だけを中央前方スピーカに供給すること
を含む。これらの修正は図４および図５の回路と共に以
下詳細に説明されるであろう。

【００２０】後方ＳＲＳシステム34の修正は少し異なっ
ている。指向性サーボは高められた速度を有するが、後
方ＳＲＳシステムが使用されるため中央信号に対する指
向性サーボ効果（ポンプ）の抑制は行われない。さら
に、後方システムは入力信号のスペクトル全体で動作す
ることを許され、一方前方システムは250 Ｈｚより上の
入力を遮断するハイパスフィルタを備えている。左およ
び右後方ミキサ36および42の出力はこの周波数でロール
オフするようにほぼ10ｋＨｚに帯域制限され、和信号ま
たは中央音響イメージ左または右後方スピーカ40，46の
いずれかに供給される。中央音響または和信号Ｌ＋Ｒは
サブウーファへの伝送のために約 100Ｈｚまでに制限す
るようにローパスフィルタ48を通して供給される。中央
音響イメージが供給されない場合、サブウーファを除い
てサーボされた等化器は後方スピーカへの反響を減少す
るためにブリードされる必要はない（前方システムの修
正におけるように）。

【００２１】いくつかの修正の特定の詳細およびその効
果の別の論議並びに理由は修正される特定の回路の説明
と関連して以下に説明される。修正を理解するための背
景技術として、典型的なＳＲＳシステムの簡単な説明が
図２および図３のブロック図と関連して与えられる。

【００２２】図２の右に同一線上に図３を位置させるこ
とにより、２つの図面シートは集合的に単一のＳＲＳシ
ステムを示す。図２および図３に示されたシステムは米
国特許第4,866,774 号明細書に記載されたステレオ強調
および指向性サーボと実質的に同一であり、特に米国特
許第4,866,774 号明細書の図９のサーボされた等化器お
よび図12の指向性サーボを含む。低周波数帯域および高
周波帯域のサーボされた等化器は図２に示されている。
ここに示された部品は米国特許第4,866,774 号明細書の
図９のサーボされた等化器と類似しており、比較を容易
にするために同じ参照符号を使用している。入力信号Ｌ
_INおよびＲ_INはバッファ60および62を通して差回路411
および和回路413 に供給される。回路411 からの差信号
（Ｌ−Ｒ）はローパスおよびハイパスフィルタ450 およ
び472 を通過し、またピーク検出器461 およびインバー
タ66に供給される。フィルタ450 ，472 の出力は下方帯
域および上方帯域電圧制御増幅器（ＶＣＡ）452 および
474 に供給され、その出力はピーク検出器454 および47
8 に供給される。和信号（Ｌ＋Ｒ）は、ローパスおよび
ハイパスフィルタ462 および490 を通って和信号の手動
減衰を行うように動作可能である手動反響制御装置68
に、したがって出力が比較回路458aおよび482aに供給さ
れるピーク検出器464 および488 に供給される。ピーク
検出器464 および488 の出力は比較回路458aおよび482a
に供給される。ピーク検出器454 および478 はまた比較
回路458aおよび482aに供給され、それに応じてその各入
力を比較し、結合する。回路458aおよび482aの出力（積
分器の一部をなし、一点鎖線のボックス460 内にある）
はスイッチ457 を通じて下方および上方の各帯域サーボ
等化器用の積分回路458bおよび482bに供給される。積分
回路458bおよび482bからの下方および上方帯域サーボ等
化器の出力は、これらの各増幅器によって与えられる増
幅度を制御するように下方および上方帯域電圧制御増幅
器452 および472 の制御入力にそれぞれフィードバック
される。ライン70および72上のＶＣＡの結果的な出力45
2 および474 は、下方および上方周波数帯域のそれぞれ
において左および右の処理され強調されたステレオ信号
を供給する。純粋な結果は通常静かな差信号の周波数成
分、すなわち下方（約１ＫＨｚより下）および上方（約
６ＫＨｚより上）の周波数帯域にあるものを増幅するこ
とである。和信号との比較は差および和信号間の予め定
められた固定関係を保証し、これらについては全て米国
特許第4,866,774 号明細書に詳細に示されている。

【００２３】ライン70および72上の処理された高いおよ
び低い差信号出力は、差回路からの処理されていない
（Ｒ−Ｌ）信号と共に合計ネットワーク471 において合
計され、合計された出力は全体としてボックス80中（図
３）に示された１対の指向性サーボに供給される。

【００２４】指向性サーボの目的は、右または左から周
期的に生じる音響の増加を感知し、このような増加を強
調し、それによって音響の明瞭な指向性を大幅に増加さ
せることである。したがって、サーボされた等化器から
の処理されて結合された差信号（Ｌ−Ｒ）_PCP はライン
82上で図３の指向性サーボに供給される。

【００２５】図３において、米国特許第4,866,774 号明
細書の図12の参照符号が比較を容易にするために対応し
た素子に対して使用されている。ライン82上の処理され
た差信号は左チャンネル電圧制御増幅器（ＶＣＡ）580
に供給され、その出力（Ｌ−Ｒ）_PLは第２の入力として
ライン82上の処理された差信号（Ｌ−Ｒ）_PCP を受信す
る差動増幅器582 に供給される。差動増幅器582 の出力
はピーク検出器572 に、したがってに一点鎖線ボックス
内の素子566 ，666 によって示された積分器の比較回路
566aに供給される。比較回路566aは、 250Ｈｚより上の
周波数を通過するハイパスフィルタ86およびピーク検出
器560 を介して第２の入力として入力信号Ｌ_INを受信す
る。

【００２６】ライン82上の差信号は右チャンネル電圧制
御増幅器680 に反転された処理された差信号（Ｒ−Ｌ）
_PRを供給するインバータ542 を介して供給され、その出
力はピーク検出器672 への出力を有する差動増幅器682
に供給され、それは一点鎖線ボックス内の積分器566 ，
666 の第２または右チャンネル比較回路666aに対する入
力の１つを供給する。比較回路666aに対する第２の入力
は右チャンネル入力信号Ｒ_INであり、ハイパスフィルタ
110 を介して供給され、約250 Ｈｚの周波数およびピー
ク検出器672 を通る。比較回路566aおよび666aの出力は
スイッチング回路90を介して各左および右の指向性サー
ボの積分器566 および666 に供給される。

【００２７】積分器566 および666 の出力は、各ライン
92および94上の指向性強調差信号（Ｌ−Ｒ）_PLおよび
（Ｒ−Ｌ）_PLを与える各電圧制御増幅器580 および680
の入力を制御するようにフィードバックされる。

【００２８】指向性強調和信号もまた使用される。それ
は合計（または平均）回路594 からライン100 上の制御
信号（Ｌ＋Ｒ）_CONTROL を受信する中央電圧制御増幅器
592にライン98上の和信号を供給する（図２の合計回路4
13 からの）ことによって得られる。合計回路594 は、
制御信号が積分器566 ，666 の出力から左および右電圧
制御増幅器580 ，680 にフィードバックされた入力を受
信および結合する。したがって、図２および図３に示さ
れたＳＲＳシステムの出力は右および左の処理された差
信号（Ｒ−Ｌ）_PRおよび（Ｌ−Ｒ）_PLと、図３に示され
ているような和信号（Ｌ＋Ｒ）_PD並びに左および右の入
力信号Ｌ_INおよびＲ_INである。これらの信号は、上記お
よび図１に示されているように前方および後方スピーカ
群に供給される。

【００２９】前方スピーカに対するＳＲＳシステムの第
１の修正は図４に示されている。これは指向性サーボの
増加した速度（減少した応答時間）を含み、また指向性
サーボ速度を高めることに伴う“ポンプ”または中央音
響段成分振動を抑制する。図４は図３に示された指向性
サーボの一部分の回路を示す。すなわち、図３の左チャ
ンネル積分器566 はＬ_IN信号を受信する抵抗132 および
（Ｌ−Ｒ）_PL信号を受信する抵抗134 からなる和ネット
ワーク入力を有する差動増幅器130 を含む。左電圧制御
増幅器580 （図３）を制御する制御信号を出力ライン13
6 上に供給するこの積分器は、差動増幅器130 の出力と
反転入力との間に接続されたフィードバックキャパシタ
138 を含む。このキャパシタは指向性サーボの応答時間
を制御する。ここに示された第１の修正において、この
キャパシタはＳＲＳシステムがサラウンド環境において
使用されない場合にＳＲＳシステムで以前使用されてい
た約2.2 マイクロファラドの値まで約16マイクロファラ
ドの値から著しい量を減少される。類似した減少は、右
チャンネル電圧制御増幅器680 （図３）にフィードバッ
クされる制御信号を出力ライン140 上に供給する右チャ
ンネル積分器666 のフィードバックキャパシタ138aにお
いて行われる。したがって、両チャンネルはより迅速に
応答し、そのため音響段の右または左から現れる音響の
速い変動に応答するように大きく増加された応答速度を
有する。指向性サーボの増加した速度は、右およぴ左ス
ピーカが互いにかなり遠く間隔を隔てられている映画館
のような大領域におけるシステムの使用に対して非常に
望ましい。さらに、増加した速度は、従来は利用できな
かったある非常に速い音響振幅変動の指向性強調を行
う。

【００３０】しかしながら、指向性サーボの増加した速
度は結果的に従来のＳＲＳシステムにおいて指向性サー
ボの速い動作に伴って生じる望ましくない許容不可能な
“ポンプ”音響を生成する。以下の論議はこの“ポン
プ”を説明するためのものである。ＳＲＳにおける中央
イメージは、中央電圧制御増幅器592 （図３）の使用に
よって理解できるように指向性サーボによって部分的に
制御され、それによって均一なイメージを維持すること
を助ける。したがって、側方の音響が指向性サーボ作用
のために大きくなってしまうため、中央音響は一定の音
響イメージを維持することを助けるためにある程度増加
されなければならない。しかしながら、指向性サーボの
速過ぎる動作のような側方音響のダイナミック過ぎる振
動により従来のＳＲＳの中央イメージは望ましくなくダ
イナミックに変動しているものとしてリスナーによって
知覚される。このポンプは、左および右電圧制御増幅器
580および680 を駆動する同じ制御信号の平均によって
以前は駆動されていた中央ＶＣＡ592 の存在によって生
成されることが認められている。２つの制御信号は図３
の合計回路594 を構成する抵抗150 ，152 （図４）を介
して中央ＶＣＡに供給される。合計回路594 から信号は
その出力と入力との間に接続されたフィードバック抵抗
156 を有する増幅器154 の反転入力に供給される。従来
のＳＲＳシステムにおいて、この増幅器は積分機能を実
行しない。

【００３１】本発明の特徴によると、出力ライン158 上
で増幅器154 から中央ＶＣＡの制御装置に供給された制
御信号はネットワーク594 において合計された制御信号
の積分値である。この積分機能は増幅器154 の出力から
入力までのフィードバック路中にキャパシタ160 を付加
することによって達成される。したがって、ライン158
上の中央ＶＣＡ制御信号は左および右チャンネル電圧制
御増幅器に供給される制御信号の急い変動に迅速に応答
せず、それによって望ましくないポンプ作用が除去され
る。実施例において、キャパシタ160 は約33マイクロフ
ァラドであり、抵抗356 は3.48Ｋオームであり、各抵抗
150 および152 は10Ｋオームである。

【００３２】前方ＳＲＳシステムに与えられる付加的な
変化は図５の回路に示されており、これは図２のサーボ
等化器の一部分の回路の詳細を示す。すなわち左チャン
ネル信号（Ｌ−Ｒ）は抵抗164 を介してフィードバック
抵抗168 を有する差動増幅器166 に供給され、ピーク検
出器461 （図２および図５参照）に供給され、このピー
ク検出器461 はピーク検出された左チャンネル差信号を
抵抗467 を介して差動増幅器459 （図５）からなる比較
回路に供給する。和信号は抵抗169 を介してフィードバ
ック抵抗172 を有する増幅器170 に供給され、ピーク検
出器463 （図２も参照）に供給され、このピーク検出器
463 は差動増幅器459 の非反転入力に合計ネットワーク
に抵抗465 を介して第２の入力を供給する。これらのサ
ーボ等化器において、積分器460 および484 （図２）は
しきい値スイッチ457 および463をそれぞれ介してそれ
らの反転入力に供給された信号を受信する差動増幅器45
8および482 （図５）を使用する。積分器460 は抵抗456
および466 を介して下方帯域差信号（Ｌ−Ｒ）および
下方帯域和信号（Ｌ＋Ｒ）を合計し、積分器484 は抵抗
480 および486 を介して上方帯域差信号（Ｌ−Ｒ）を上
方帯域和信号（Ｌ＋Ｒ）を合計する。信号は抵抗合計ネ
ットワーク467 ，465 において実行される差信号（Ｌ−
Ｒ）と和信号（Ｌ＋Ｒ）との間の比較にしたがって増幅
器459 の出力から共通に動作されるしきい値スイッチ45
7 および463 を介して増幅器に供給される。

【００３３】前方ＳＲＳにおいて増加されたしきい値は
増幅器166 の差信号入力のフィードバック抵抗168 の値
を減少することによって得られる。これは増幅器459 の
比較回路467 ，465 が比較的小さい差信号を受取るよう
に入力差信号を小さく増幅する。換言すると、差信号入
力は和信号の振幅に関して大きい振幅の差信号が増幅器
459 を介してスイッチ457 ，463 を付勢するために要求
されるように増幅されている。従来のＳＲＳシステムに
おいては、振幅制御和および差抵抗の値は以下の通りで
ある：Ｒ169 −20Ｋ，Ｒ172 − 100Ｋ，Ｒ164 −20Ｋ，
およびＲ168 −10Ｋ。好ましい実施例において、抵抗16
8 は10Ｋから5.49Ｋに減少され、他の３つの抵抗は同じ
状態である。この減少は、差信号しきい値において所望
の増加を実現する。

【００３４】従来のＳＲＳシステムにおいて、しきい値
スイッチは各サーボ等化器を動作不能にし、それによっ
て差信号であるステレオ成分が和信号に関して予め選択
されたしきい値より下であるときは常に強調処理を動作
しないようにする。したがって、従来のＳＲＳシステム
に設けられているような抵抗467 ，465 および増幅器45
9 （図５参照）からなる比較回路は差信号振幅が和信号
の振幅の約１／７より小さくないときに差信号を強調す
るように動作する。従来のＳＲＳシステムにおける差信
号振幅が和信号の振幅の約１／７より小さいならば、ス
イッチ457 および463 はサーボ等化器を動作しないよう
に開かれる。

【００３５】前方ＳＲＳ（後方ＳＲＳではなく）の従来
の構造は差信号に高いしきい値を与えることによってサ
ラウンドシステムにおける使用のために修正されるた
め、差信号はスイッチ457 および463 を閉じた状態に維
持し、それによってサーボ等化器の強調動作を提供する
ために和信号の少なくとも１／４乃至１／５の大きさで
なければならない。この修正された前方ＳＲＳシステム
における差信号が和信号の約１／４または１／５のレベ
ルより下になるならば、これらのスイッチは開かれ、サ
ーボ等化器は動作しないようにされる。この上昇された
しきい値は抵抗168 の低くされた値によって得られる。

【００３６】前方ＳＲＳにおけるこの増加された差信号
しきい値の目的は、特に音響が例えば発声された音声の
ような比較的低い振幅である場合、中央信号音響（Ｌ＋
Ｒ）を強調することである。したがって、構造は通常発
声された音声を提供する中央段にリスナーの注意を導
く。これは、特に以下に示されるように中央信号音響
（例えば（Ｌ＋Ｒ））は左および右後方スピーカに送ら
れないで、主として前方中央スピーカに送られるためで
ある。増加したしきい値は前方スピーカに対する右およ
び左差信号の強調量を減少し、主に中央状態音響の期間
中強調処理を取除く。後者は主に和信号であり、非常に
少ない差信号を有する。しかしながら、以下に示される
ように、この増加されたしきい値はかなり低いしきい値
を有する後方ＳＲＳトシステムにおいては使用されず、
後方システムは、前方スピーカの弱められたアンビエン
スがあまり認識されないように依然として左および右後
方スピーカに完全な右チャンネルおよび左チャンネルア
ンビエンス、例えば（Ｌ−Ｒ）および（Ｌ＋Ｒ）を提供
する。ＳＲＳシステムのサーボ等化器によって達成され
た強調の性質のために、後方のスピーカによって全て与
えられるような左および右チャンネルアンビエント強調
は映画館全体にわたって適切な左および右チャンネルア
ンビエント強調を行う。これは前に述べられたようにＳ
ＲＳ強調がポイントソースの出現をなくし、座席位置に
関係なく映画館全体にわたってアンビエント音響を提供
するためである。したがって、アンビエンスを著しく損
失せずに、よりクリーンな抑制した中央音響信号は前方
ＳＲＳのしきい値を増加することによって供給される。

【００３７】前方ＳＲＳシステムのさらに別の修正は図
５に示されている。反響信号は音響混合技術によって音
響に付加されることが多いが、示されたＳＲＳシステム
のサーボ等化器によって不所望な強調をされる可能性が
ある。したがって、この様な反響の強調を減少するため
に積分器460 および484 （図５）から下方帯域および上
方帯域電圧制御増幅器に供給された制御信号は、演算増
幅器458 および482 のフィードバック回路に190 および
192 で示されたフィードバック抵抗を付加することによ
ってブリードされることができる。これらの抵抗は従来
のＳＲＳサーボ等化器の積分器には存在せず、したがっ
て出力音響に望ましくない反響成分を提供する。１メグ
オーム程度の値を有するこれらのブリード抵抗190 およ
び192 は、ＳＲＳシステムによって行われる強調に悪影
響を与えずに反響を減少させる。

【００３８】後方ＳＲＳシステムもまた修正されるが、
しかし前方ＳＲＳシステムとかなり異なった方法によ
る。指向性サーボ（図３参照）への入力におけるハイパ
ス250Ｈｚフィルタ86および110 は、指向性サーボが全
周波数帯域で動作するように後方ＳＲＳシステムから取
除かれる。さらに、ハス効果を利用するために図１のブ
ロック39，45に示されるように遅延が付加される。さら
に左および右差信号は左および右後方スピーカ40および
46だけに供給される。

【００３９】多数の映画館構造において、サラウンドま
たは後方スピーカは前方スピーカよりリスナーに物理的
に近接しており、通常の鑑賞区域の周辺に配置されてい
る。このようなリスナーに対する近接は、対話または別
の音響（スクリーン上の動作から現れるように意図され
た）の生じる位置がスクリーンから効果的に除去され、
周辺または後方スピーカの１つにシフトされた場合、こ
のような音響に動揺させる。したがって、時間遅延が付
加され、リスナーの聞取り生理機能でそれに匹敵する強
度の同一音響の遅れた到達（近接した後方スピーカから
の）を無視させる。

【００４０】したがって、中央音響イメージに対してス
クリーン上にリスナーの注意を集中することが望ましい
ため、中央音響イメージはここに示されたサラウンドシ
ステムにおいて後方スピーカに送られない。左および右
差信号だけが左および右後方スピーカに送られる。

【００４１】帯域制限フィルタ38および44（図１）はロ
ーパスフィルタであり、約10ＫＨｚより下の信号を通
し、約10ＫＨｚでロールオフを行う。従来のシステムは
著しく小さい、例えば７ＫＨｚのロールオフを使用して
いた。しかしながら、ＳＲＳシステムは約300 Ｈｚの低
い周波数で強調された振幅、約２ＫＨｚの最低の周波数
帯域および約７ＫＨｚの増加振幅の上方帯域（米国特許
第4,866,774 号明細書の図８を参照）を示す振幅対周波
数特性の曲線を提供し、後方スピーカに送られた信号中
に７ＫＨｚおよび少し高い周波数を含んでいることが望
ましい。このような帯域制限フィルタは前方ＳＲＳシス
テムで使用される必要はない。高い周波数は耳が低い周
波数より良好に高周波の位置を判断する傾向があり、こ
のような高い周波数は正面のスクリーン上のイメージか
らリスナーの注意を逸らすため、一般に後方サラウンド
スピーカにおいて望ましくない。したがって、前方ＳＲ
Ｓシステムにはないが後方ＳＲＳシステムの出力におい
てバンドパスフィルタが使用される。したがって、後方
音響システムおよびスピーカはスピーカ位置を強く集中
せずに出現またはアンビエンスの方向を提供する。

【００４２】少なくとも部分的には左および右後方スピ
ーカに供給される和信号はないため、後方ＳＲＳシステ
ムからサブウーファに供給される和信号を使用すること
が便利である。したがって、後方ＳＲＳシステムからの
和信号（Ｌ＋Ｒ）_PDは100 Ｈｚまで、それを越えない周
波数をサブウーファに通すローパスフィルタ48を通して
供給される。前述のように、サブウーファは指向性を持
たず、したがって映画館の任意の位置に配置されてもよ
く、しかも良好で強い低周波数成分を提供する。

【００４３】また、後方ＳＲＳシステムの修正に関して
指向性サーボ応答時間は減少される。すなわち、指向性
サーボは前方ＳＲＳシステムの指向性サーボと同程度に
スピードアップされる。しかしながら、後方ＳＲＳシス
テムの中央サーボは前方ＳＲＳシステムにおいて行われ
たように電圧制御増幅器に対する入力を積分することに
よって速度を落とされることはない。中央サーボは指向
性サーボの増加されたダイナミック特性により急速に動
作される。換言すると、前方ＳＲＳシステムの中央指向
性サーボは後方ＳＲＳシステムの中央指向性サーボより
遅い応答時間を有する。ポンプ問題の主要原因と認めら
れている中央チャンネルが非常に低い周波数のサブウー
ファを駆動することを除いては後方ＳＲＳシステムで音
声または中央音響に対して使用されないため、ポンプ問
題は存在しない。さらに、ハイパス250 Ｈｚフィルタの
除去はサブウーファおよび後方スピーカ出力の存在およ
びパンチをさらに増加し、それによって低い周波数のダ
イナミックな動作を和および差信号の両方で増加させ
る。

【００４４】指向性サーボの速度における同じ増加が前
方および後方ＳＲＳシステムの両者に対して実現される
ため、右後方サラウンド音響の指向性は右前方サラウン
ド音響の指向性が強調されるのと同程度に強調される。
同様に、左後方サラウンド音響の指向性は左前方音響の
指向性と同程度に強調される。しかしながら、後方また
はサラウンドスピーカは中央音響または和信号を受信し
ないため、結果的に動作が映画館の正面において前方に
留まり、右および左アンビエンスは前方から後方に映画
館にわたって増加される。

【００４５】一般に、記載されたシステムは所望の情報
のチャンネルに出力し、これは強くダイナミックな注意
力を要求する前方段および指向性の均一なサラウンド後
方段を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】前方および後方スピーカのセットを駆動する２
つのステレオ強調システムを使用した装置の簡単なブロ
ック図。

【図２】図１で使用されるタイプの単一ステレオ強調シ
ステムの詳細なブロック図。

【図３】図１で使用されるタイプの単一ステレオ強調シ
ステムの詳細なブロック図。

【図４】指向性サーボの速度（応答時間）を高め、増加
した速度によるポンプ作用を除去するように修正された
図２および図３の強調システムの回路図。

【図５】しきい値を高め、反響効果を減少するように修
正された強調システムの部分的回路図。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １セットの前方スピーカに１セットの前
   方信号を、１セットの後方スピーカに１セットの後方信
   号を供給し、前記前方スピーカセットは左、右および中
   央スピーカを含み、前記後方スピーカセットは左、右、
   およびサブウーファスピーカを含んでいるサラウンドオ
   ージオシステムにおいて、 （ａ）左および右ステレオ入力信号に基づいた和および
   差信号を提供する手段と、 （ｂ）高いおよび低い周波数のそれぞれ対応した帯域中
   の前記和信号の振幅に比較して比較的高い周波数の帯域
   および比較的低い周波数の帯域中の前記差信号の成分の
   振幅を増加する手段と、 （ｃ）左、右および中央出力信号を供給する前記差信号
   の前記増加された成分および前記和信号に応答する手段
   とを含んでいる前方後方およびオージオ処理システム
   と、 前記前方スピーカセットの左および右前方スピーカに前
   記前方処理システムの前記左および右出力信号を供給
   し、前記中央スピーカに前記中央出力信号を供給するよ
   うに構成された手段と、 前記後方スピーカセットの左および右スピーカに前記後
   方処理システムの前記左および右出力信号を供給し、前
   記サブウーファスピーカに前記中央出力信号を供給する
   ように構成された手段とを具備している音響システム。
2. 【請求項２】 前記各オージオ処理システムは左および
   右指向性サーボおよび中央指向性制御装置を含み、前記
   前方オージオ処理システムの中央指向性制御装置は前記
   後方オージオ処理システムの中央指向性制御装置の応答
   時間より遅い応答時間を有する請求項１記載の音響シス
   テム。
3. 【請求項３】 前記前方オージオ処理システムの前記中
   央指向性制御信号を積分する手段を具備している請求項
   ２記載の音響システム。
4. 【請求項４】 前記前方オージオ処理システムの各指向
   性サーボは左および右制御信号を受信する制御信号入力
   を有する電圧制御増幅器を含み、積分された中央制御信
   号を供給するために前記制御信号を組合せて積分する手
   段と、前記中央指向性制御装置に前記積分された中央制
   御信号を供給する手段とを具備している請求項３記載の
   音響システム。
5. 【請求項５】 前記各オージオ処理システムは、前記和
   信号に関して予め定められた最小の大きさを有する差信
   号に応答して処理エネーブル信号を発生するしきい値手
   段を備え、前記前方オージオシステムの前記最小の大き
   さは前記後方オージオシステムの前記最小の大きさより
   大きく定められている請求項１記載の音響システム。
6. 【請求項６】 前記前方および後方オージオ処理システ
   ムの各前記しきい値手段は、前記和および差信号を増幅
   し、前記増幅された和および差信号を比較する手段を含
   み、前記前方オージオ処理システムの前記差信号は前記
   後方処理システムの前記差信号が前記後方オージオ処理
   システムの前記和信号に関して増幅されるより少ない量
   だけ前記前方処理システムの和信号に関して増幅される
   請求項５記載の音響システム。
7. 【請求項７】 前記前方オージオ処理システムの振幅を
   増加する手段は、電圧制御増幅器および制御信号と、前
   記各電圧制御増幅器に対して第１および第２の等化器制
   御信号を発生する前記増幅器に応答する手段と、前記等
   化器制御信号をブリードさせる手段とを具備している請
   求項１記載の音響システム。
8. 【請求項８】 前記第１の等化器制御信号を発生する手
   段は、入力および出力を有する演算増幅器を含み、フィ
   ードバック抵抗は前記等化器制御信号を低下させるよう
   に前記入力および出力間に接続され、前記第１の等化器
   制御信号は前記演算増幅器出力において供給される請求
   項１記載の音響システム。
9. 【請求項９】 前記各オージオ処理システムは前記増加
   された成分の指向性を強調するために左および右指向性
   サーボ手段を含み、前記前方オージオ処理システムの前
   記指向性サーボ手段は前記サーボ手段が予め定められた
   周波数より下の周波数で指向性を強調することを阻止す
   るハイパスフィルタ手段を含み、前記後方オージオ処理
   システムの前記指向性サーボは前記予め定められた周波
   数より下の周波数を含む周波数帯域で前記サーボによっ
   て指向性を強調させる手段を具備している請求項１記載
   の音響システム。
10. 【請求項１０】 前記後方オージオ処理システムにおい
    て予め定められた範囲の周波数より上の前記左および右
    出力信号の周波数を抑制する手段を具備している請求項
    １記載の音響システム。
11. 【請求項１１】 約10ＫＨｚより下の周波数に前記後方
    オージオ処理システムの前記左および右出力信号を帯域
    制限する手段を具備している請求項１記載の音響システ
    ム。
12. 【請求項１２】 非常に低い周波数の帯域に前記後方オ
    ージオ処理システムの前記中央出力信号を制限するロー
    パスフィルタ手段を具備している請求項１記載の音響シ
    ステム。
13. 【請求項１３】 前記ローパスフィルタ手段は約100 Ｈ
    ｚより上の周波数を阻止する請求項12記載の音響システ
    ム。
14. 【請求項１４】 前記前方オージオ処理システムの左、
    右および中央出力信号に関して前記後方オージオ処理シ
    ステムの左および右出力信号を遅延する手段を具備して
    いる請求項１記載の音響システム。
15. 【請求項１５】 前記前方オージオ処理システムの左、
    右および中央出力信号に関して前記後方オージオ処理シ
    ステムの左および右出力信号を遅延する手段を具備して
    いる請求項12記載の音響システム。
16. 【請求項１６】 左右ステレオ入力信号の和および差を
    それぞれ表す和および差信号を供給する手段と、 処理された和および差信号を供給するように和および差
    信号を処理する手段と、 指向性を強調された左信号を供給するように左の前記処
    理された差信号の振幅を変化するために前記左入力信号
    の振幅の変化および指向性を強調された左信号に応答す
    る左サーボ手段と、 指向性を強調された右信号を供給するように右の前記処
    理された信号の振幅を変化するために前記右入力信号の
    振幅の変化および指向性を強調された右信号に応答する
    右サーボ手段と、 前記左および右入力信号により変動する左および右サー
    ボ制御信号を発生する手段を含む左および右サーボ手段
    と、 強調された中央信号を供給するように前記和信号を増幅
    する前記和信号に応答する中央信号制御手段と、 前記左および右サーボ制御信号の変動に応答して変動す
    る中央制御信号を発生する前記左および右サーボ制御信
    号に応答する手段と、 前記左および右制御信号の変動の周波数に関して前記中
    央制御信号の変動の周波数を減少させる手段と、 前記強調された中央信号の振幅を変化するために前記中
    央信号制御手段に前記中央制御信号を供給する手段とを
    具備しているステレオ強調システム。
17. 【請求項１７】 前記各左および右サーボ手段は前記左
    および右の処理された差信号の１つを信号入力として有
    し、前記指向性を強調された左および右信号の関連した
    １つを出力として提供する制御入力を有する電圧制御増
    幅器と、増幅器の信号入力と出力との間の差を示すフィ
    ードバック信号を発生する手段と、前記サーボ制御信号
    を供給するためにステレオ入力信号の１つとフィードバ
    ック信号を比較する手段と、増幅器の制御入力にサーボ
    制御信号を供給する手段とを含み、前記中央制御信号を
    発生する前記手段は前記左および右サーボ制御信号を組
    合せる手段と、前記中央制御信号を供給するために前記
    組合せられた信号を積分する手段とを具備している請求
    項16記載のステレオ強調システム。
18. 【請求項１８】 前記中央制御信号を発生する前記手段
    は出力を有する抵抗合計ネットワークと、前記抵抗合計
    ネットワークに接続された入力と増幅器出力とを有する
    演算増幅器と、第１のフィードバック路における増幅器
    出力から前記入力に接続された抵抗および第２のフィー
    ドバック路における前記出力から前記入力に接続された
    キャパシタとを具備している請求項16記載のシステム。
19. 【請求項１９】 前記中央制御信号を発生する手段は、
    前記左および右サーボ制御信号を組合せる手段と、前記
    中央制御信号を供給するために前記組合せられた信号を
    積分する手段とを具備している請求項16記載のシステ
    ム。