JPS59107655A - 三元音響システム - 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】 本発明は、特に既設のモノーラルおよびパイノーラル受
信機と共用可能な立体音場送信システムに関する。

多重チャネル音の家庭における再生に関して高まる一般
の知識および関心に応えるため、テレビジョン用の立体
音響のための標準的な送信システムの選定過程が目下進
行中である。最初放送および消費者向は電子産業が手掛
けたこの動きは、最終的には連邦通信委員会（ＦＣＣ）
および消費者の市場を包括し、また更に多重のチャネル
・サービスの改善、特にテレビジョン放送のための立体
音響システムの提供の必９５　ｆもたらすものである。

多重チャネル音響の送信については、Ｊ、Ｇ。

Ｓｔ、ｅｉｎｂｅｒｇおよびＷ、Ｂ、Ｓｎｏｗの「Ｂｅ
１１．　ＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｉｃａ、ｌ　Ｊｏｕｒ
ｎａｌ　Ｊ第１６巻、第２号（１９６４年４月）発行の
［交響楽の無線放送および音響的パースにクチイノ、物
理的諸要因］なる論文における１９３０年代の甲期にＢ
（＋］　ｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓにおける実験に
その実際的な幕開けを有するものである。１９５９年の
電子産業連盟（Ｅ］、ｅｃｔｒｏｎｉｃｓＩｎｄｕｓｔ
ｒｉｅｓ　Ａｓ５ｏｃｉａｔｉ、ｏｎ　）　　により発
行されたＮａｔｉｏｎａｌ　５ｔｅｒｅｏｐｈｏｎｉ、
ｃ　Ｒａｄｊ、ｏ　Ｃｏｍｍ１．ｔ、ｔ、ｅｅ　　の労
作に続いて、ＦＭステレオ・ラジオ放送のための今日的
なシステムが１９６１年においてＦＣＣによって認可さ
れた。過去１０年における更なる研究は、ＡＭステレオ
音響放送およびＦＭサラウンド音響放送の双方に対する
多くの提供されたシステムの発達をもたらした。

視覚的な映像を伴なう多重チャネル音響は、最初に１９
４０年に公開されたウォルト・デイズニーの縁切の映画
「ファンタジア」によって強烈な刺激を与えられた。今
日３５ｍｍの映画フィルムのための仕様は４つの音響記
録用ｌ・ラックを提供しまた７０Ｍｍの規格は６つのト
ラックを提供する。

フィルム産業におけるこのような充分に確立された前例
、およびテレビジョン放送企業によるフィルム化された
プログラムの日常的な送信に基づきテレビジョン映像と
共に１つ以−トの音腸チャネルを送信するための方法に
ついて現在考察がなされている。映画およびテレビジョ
ン媒体の音響の要求は異なるものであること、特に映像
スクリーンの大きさ、縦横比、聴衆の座席、送信帯域の
制約適時性および製造コストが今日のテレビジョンのだ
めの考え得る最も筒中なγｆ響フシステム使用を提起す
るように思われることが論ぜられるが、大型のスクリー
ンの家庭用受信（・幾は既に一般的になりつつあり、ま
た広いスクリーンで解像力の高いサー　ビスの確立に向
けてｅ〔剣な研究が払われており、これ例より叶い未来
お、）：び遠い未来における音響の需要について考察し
かつこのような将来の需要に見合う技術的手段を４１１
！供するという要件を形造りつつｋ）る。

テレビジョンのステレオ音響のためのどのような送信シ
ステムも既存のサービスと両立しなければならないため
、考察の対ｇ！、ｌ−なるあらゆるシステムは、既存の
基本帯域のチャネルに対するモノーラルの和信号ＣＭ）
および家庭用受信機におけるモノーラル信号のその左お
よび右方の成分への分割を可能にするステレオ音響の差
信号から始まる。ＦＣＣにより承認された既存の２チヤ
ネル・ステレオ・システムにおいては、またテレビジョ
ンのステレオ音響の送信のため考えられているこれらシ
ステムにおいては、下式により表わされる対称マトリッ
クスがｆすｙ用されろ。即ち、Ｍ−（Ｌ＋０．７　Ｇ　
）　＋　（０，７０＋Ｒ）Ｓ＝（Ｌ−Ｆ（） 家庭用受信機においては、左と右のラウドスピーカに対
して加えられる信号は、下記の如くこれらの組合された
信号の加法および減法（利得の１′Ｆ、焼化）によって
得られる。即ち、 左チャネル＝　Ｍ　＋　Ｓ　＝　Ｌ　−４−０，７Ｇ右
チャネル−Ｍ−８＝Ｒ＋０．７Ｇ 前記マトリックス式における真中の項および前の項のＣ
を示すことは一般に慣例ではないが、本式においては、
テレビジョンにおける多重チャネル音響放送において重
要ないくつかの興味のある特性を示すため含まれろ。ど
れだけ多くの特殊な音響効果が使用できろか、あるいは
どれだけ広い投射スクリーンが使用できるかの如何に拘
らず、重要な対話および他の重要な音響信号はこれまで
また疑いもなくこれからも問題の中心に置かれることで
あろう。従来の２チヤネルのラウドスピーカの再生のた
めには、中心の信号が２つのラウドスピーカ間の各々か
ら等しい１辰幅および位相の音の音響力の和（によって
生じろ仮想即ち想像的な音像として示゛される。もし左
、中心および右の信号が下のプログラムにおいて等しい
強さで現われるならば、このような平衡状カロは家庭の
ステレオ聴取環境において維持されろことになろう。し
かし、モノーラル聴取モート″においては、左および右
のチャネルにおける中心信号の等しい電圧成分は算術的
に加算し、和の信号＆　（Ｌ＋１．４０＋Ｒ）として表
わす。この等式は、従来の振幅パンニング制御を使用す
る全てのステレオ・システムのモノーラル再生に共通す
る周知の中心における６ｄＢの不平衡状態を表わしてい
る。マトリックス法の不可避的な結果ではあるが、この
結果は特に側方のステージ効果が存在する場合、中心チ
ャネルの卓立度が望ましくも増加することである。中心
の音像が通常のレベルにある２チヤネル再生の場合は、
聴取者は例え競合する音が存在する場合でもこのような
識別を容易に行なうことができるのである。

重要な中心信号が仮想像として表示されることは、２つ
のラウドスピーカ間の対称線−ヒに正確に位置する聴取
者にとっては音像が適度に充分規定されるが、他の聴取
者の場所においては不鮮明かつ不安定となる点で好まし
くない。聴取者の頭の運動は明らかな変化をもたらす。

一番ましな場合でも、音像位置は不明瞭となり、最悪の
場合には聴取者の頭の僅かな運動でも音像位置が移動す
るように思われる。これは音楽の観賞だけにおいては著
しい妨げとなるようには１，１４、われないが、音響が
視覚的な映像を伴う場合には更に大きな間頚となる。ラ
ウドスピーカの対称線に沿って位置する聴取者の場合で
さえ、音像は左から中心を通って右に・々ンされる時、
高くなるように感じられろ。

このような中心音像の上昇状態は１９５９年において最
初に報告されて以来認識されてきたが、この効果は未だ
充分に」φ明されていない。しかし、上昇の程度は聴取
者からスピーカに対する角度と関連するように忠われ、
この角度が小さい時は最も少ないが、聴取者が直接ラウ
ドスピーカ間にある時は頭上に落着く。

およそ過去２０年間にわたりｉ（４歩してきた定位理論
の主体によっても、ヰだ従来のモデルが聴取者の慎重な
位置決めを必＋Ｊｋとするという事実にも拘らず、従来
のモデルは依然として実際において唯一のものである。

１つの理由は簡単な生産技術および比較的安い装備がボ
［されることにあるが、更に重要なことは、聴取室内の
各聴取者の位置および方向毎に遥かに複雑なパンニング
要因が要求されろことである。心理的音響位置決め理論
を要約すれば、基本的な位置決めモデルは、人間の頭の
幾何学的形状が左から右に向けて対称的であること、ま
た２つの耳における聴力が等しいことを前提とする。こ
のため、中心の音像は、両耳において聞取られる如き２
つのラウド９スピーカの出力が振幅および位相において
等しい時知覚される。

頭が回転すると、種々の他の要因が問題となる。

［Ｊ＋Ａｃｏ１］ｓｔ、１ｃａ１．５ｏｃｉｅｔｙ　ｏ
ｆ　Ａｍｅｒｉ、ｃａＪ第５８巻第５号（１９７５年９
月）において本出願人およびＡｂｂａｇｎａｒｏおよび
Ｂａ−ｕ　ｅ　ｒにより公刊された「人間の頭部により
生じる伝播する音波の回折および音波間の遅延の測定」
なる論文から取られた添付図の第１図は、聴取者の前方
から９００の角度で到着する１つの音波の波面に対する
頭部が及ぼす効果を示している。１Ｍ波数が低い場合に
おいては、遠い方の耳に対する音響は約０．８　ミＩＪ
秒だけ遅れ、更に、バッフル（邪魔板）として作用する
頭部は近い方の耳において音圧の上昇を、また遠い方の
耳において音圧の低下を生じる。第１図における左右の
異なるカーブが示す如（、この場合におけろ２つの耳の
行間の全体的な振幅の羊が低い周波数におけるＯｄＢか
ら１０ＫＨｚＫおける約−１５ａＢ　まで異なる。他の
人間の頭部の方向に対する遅延および音圧の応答は比較
的小さな量であるが依然として重要である。

聴取者は位置決めにおいて行間の時間的差のキューに依
存することが長い間認識されてきた。

１９５９年において、［Ｂｅ１ｌ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒ
ｉｅｓＲｅｃｏｒｄ　Ｊ　　１９５９年１１月の「共用
可能なステレオ音響システム」なる名称の論文において
、Ｆ　、　Ｋ　、　Ｉ’３ｅｃｌ＜ｅｒは、２個のラウ
ドスピーカ間の明らかな音像の位置を変化させる到着時
間の情報を用いたステレオ音響マトリックスを提唱した
。耳における時間的差異はＤ　、　Ｍ　−Ｌｅａｋｅｙ
により詳細に研究されており、その結用低い周波数にお
ける位相差および比較的高い周波数における音響包絡線
間の時間的差に基づく（Ｊ定位理論がもたらされたが、
この研究の結果は、ｒ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ
Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ、　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍ
ｅｒｉ、ｃａ　Ｊ第６１巻第７号（１９５９年７月）の
「２チヤネルの音響システムにおけるチャネル間の強さ
および時間的差の効果に関するある測定結果」と題する
論文において記述されている。前述の基準に基づくパン
ニング作用はステレオ音−混合システムにおいて使用す
ることができるが、このような作用はラウドスピーカ間
の対称線上の聴取者に対してのみ理想化できるものであ
ることは明らかである。

他の研究者達は、ステレオ・ラウド９スピーカ間の振幅
の変化による仮想音像の位置決めの効果について研究し
た。　　ｒ　Ｊｏｕｒｎａｌ、　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃｏ
ｕｓｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｊ、ｃ
ａ　Ｊ　第′！Ｉ６巻第１１号（１９６１年１１月）に
おけるＢ、Ｂ、Ｂａｕｅｒによる［いくつかのステレオ
音響現象のベクトル分析］と題されろ論文は、このよう
なパンニングを定量化する壷初の手段の１つを提供［−
だ合口有名な［正弦波のステレオ音響律］について記載
している。Ｂａｕ　ｅ　ｒ　　は略々下記の関係式を得
た。即ち、ｓｉｎθ　／　ｓｉｎθ　＝（ＳＬ−８Ｒ）
／（Ｓ■１＋５Ｒ）Ｉ　　　　　　　Ａ 但し、それぞれθ、は仮想音ｒ象の頂角、およびθ　は
実際の音源の頂角、またＳ　およびＳＲはＡ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｌ左
と右のラウドスピーカに対して与えられろ信号の強さで
ある。第２図は聴取者に対して９００の角度を有する２
つのラウドスピーカの場合における「正弦波律」の適用
を示している。Ｂａｕｅｒの法則は、５００　Ｈｚより
低い周波数に対してのみ適用され同一位相の信号の使用
に限定されるため完全に正確なものではない。第２図に
示されたカーブの勾配は何人かの研究者により疑問を提
示されているが、はとんどの研究者は完全に分離した音
像に対して必要な２　Ｑ　ａＢの分離度を確認していろ
。

ある部屋における任意の位置にある聴取者に対する知覚
要件化明確に満足することができないものとすると、ス
テレオ音響の甲１期の実施者達が中心音像の問題な「中
央の穴」とｌ−て特徴化したことは驚くべきことではな
い。早期のほとんどの試みは、和の信号（Ｌ−＋−Ｒ）
の偏澄を含む問題を解決し、かつこれを中心位置に配置
された６番目のツウビス１イーカに適用することの試み
であった。このような（第６の正面音な持つ）試みは、
特にもし［Ｉ、ＲｌＥ、Ｔｒａｎｓ、　Ａｎｄｊｏ　Ｊ
の第７巻の１９５９年６月乃至４月号におけろ「６個の
マイクロフォンから得られる２トラツクの６チヤネル・
ステレオの再生法」なる論文においてＫｌ　］ｐｓｃｈ
により推奨されろ如く、中心チャネルの利得が左または
右のチャネルに対して６（１Ｂだけ増加させられる′Ｉ
ＩＣらば、たしかに中心音像を安定化させるものである
。しかし、この試みは、第３図に示される如きＢａｕｅ
ｒ　　の「正弦波律」に従ってステレオ音響のステージ
の明らかな巾の劇的な短縮を生じ、全てのラウドスピー
カ間における信号レベルが等しい時、元の９０°の巾は
４５°　まで減／しすることになる。もし中心チャネル
の利得が３６．Ｂだけ低下するならば、最大ステージｌ
］は７３°　まで増加するが、無論これは中心音像の安
定度の低下という犠牲によるものである。４次元マド１
１ツクスを用いた後の実験は、しばしば、この信号の左
と右の成分７９０°だけ分割することにより正面の音像
な符号化し、おそらくはその音像自体が重甥な音楽また
はせりふを聞１又れない程広く感じられるため、このよ
うな表示においては正面の音像の移動がそれ群生じない
。

聴取者の観点（聴力）から非常に満足すべく思われる１
つの解決法が映画において経常的に用いられているが、
この場合重要なせりふは通常中央のスクリーンのツウ１
〜゛スｅ−力を付勢する分離的な中央チャネルに割当て
られている。この方法は僅かに複１′（ｔなミキシング
および録音設備火必９１とするが、その試みにおいて１
ｎ接的であり、かつ重要な信号の満足すべき再生な行な
うものである。

左と右のラウドスピーカ間に配置された新たなラウドゞ
スピーカの付設は左ま６よび右近（の別の仮想音像欠パ
ンさせる機会を牛じるが、せりふのない効果に対しては
、特に迅速に移動するかあるいは分離的でない効果に対
しては左から右への単純なパンを生じるには特に満足が
得られるように思われろ。この６チヤネル法は、劇場の
聴衆の各々が適正な位置における音像な体験することを
可能にする明らかな解決法′？：４Ｊ、′＝供し、かつ
テレビジョンの再生において分離した中心音響チャネル
を内蔵することが望ましいことを示唆するものである。

これまで６チヤネルのＦＭステレオ送信システムにおい
て進歩してきた種々の提起事項の内、Ｈａ　ｌ　ｐｅ　
ｒｎの米国特許第６，６７９，８３２号に記載された方
法は例証的である。このシステムにおいては、ステレオ
音響的に関連した音響周波数の６つの独立１〜だンース
が一体に加算されて和信号を得ろ。各々の周波数の音波
もまた各々のサブキャリア信号の振幅変調のため使用さ
れるが、このサブキャリア信号は同じ周波数で位相にお
いて１２０゜ずらされている。各サブキャリアの抑制キ
ャリアの両側波帯変調法を用い、サブキャリア信号の周
波数は変調されるサブキャリア信号および和信号の比較
的低い側波帯間に周波数ギャップを確保するように充分
に高い。七ノーラルおよび２チヤネルのステレオ音響の
ＦＭ受信磯との所要の共用性を達成するため、各々の両
側波帯抑制キャリア信号の振幅は因数２／ＪＴ　　を掛
けたものである。

周波数ギャップ内に存在する従来の低レベルの位相基準
用パイロット信号を受信機の検出目的のため使用する。

この位相基準用パイロットの第６高調波の振幅が三分の
−の第２のパイロット信号を用いて、モノーラルまたは
２チヤネル・ステレオ音響放送との６チヤネル受信機の
共用性を達成する。和信号、３つの両側波帯抑制キャリ
ア信号および２つのパイロット信号は、送信のため高い
周波数のＦＭキャリアに対して周波数変調されろ。

複合周波数変調キャリア信号は、各々の作動モードに従
ってろチャネル放送を受信してこれを再生するための従
来のモノーラルまたは２チャネルステレオ音響形式、ま
たは望ましくはろチャネルのステレオ受信機のいずれか
でよい１つ以上の受信機に対して送信され；！、）。１
チヤネルまたは２チヤネル放送とのろチャネル・ステレ
オ音響受信機の共用性は、前述の第２のパイロット信号
の使用によって達成される。このパイロットがない場合
には、ろチャネル受信機は従来周知の方法で動作してモ
ノーラルまたは２チヤネルのステレオ放送を再生する。

第２のパイロット信号はろチャネル放送のためのインジ
ケータと（〜て使用され、これが６チヤネル受信機によ
り受信される時は、この受（ｉ　機にろチャネルのステ
レオ音響受信モードに切換えろように作用する。この、
］：うに、ろチャネル放送は１つ、２つ′または６つの
チャネルの受信機において共用性を有するが、ろチャネ
ル受信機も１．２またはろチャネルの放送との共用が可
能である。

このシステムは、２つのパイロット信号と、サブキャリ
ア信号間の１２０°の位１１１関係を確保するための位
相シフト回路網を必要とする意味で比較的複雑であり、
３つの独立的なソース信号の全てが第６のチャネル情報
のｒｒ！ｌ収を可能にするため変Ｈ周されるという短［
°斤を有するが、この′１青最の一部は２チャネル受信
機の出力となるのである。

本発明の主な目的は、既存の七ノーラル受信機および２
個のラウドスピーカしか用いない新しいテレビジョン受
像機と完全に共用可能である三次元音響送信システムの
袂倶にある。

本発明の関連目的は、現在のモノーラルまたは将来のパ
イノーラル・サービスおよび受信範囲（カバレージ）を
著しく損なうことなく、あるいはこれと大きな妥協ケす
ることなく左と右のチャｊ、ルのあらゆる特性に関して
これと相等の中央チャネル特性を提供する三次元音響送
信システムの提供にある。

本発明によれば、Ｌ（左）、Ｒ（右）およびＧ（中央）
の特性を持たした立体音響的に関連した音響周波数波の
６つの独立ソースが下記の７トリツクス式を表わす６つ
の信号を得ろためマトリックス化されろ。即ち、 ｍ　　Ｍ＝Ｌ＋１．４Ｇ−１−Ｒ （２）　　　Ｓ−二　Ｌ−Ｒ また（３）Ｔ＝　−１，４Ｇ 音響周波数波ＳおよびＴの各々は各サブキャリア信号を
振幅変調するため使用され、サブキャリア信号は同じ周
波数であって位相において９０°ずｔｔ、’ｖ　有−ｒ
る。各サブキャリアの抑制キャリア両側波帯変調ヲ用い
、サブキャリア信号の周波数は変調サブキャリア信号の
低い方の側波帯より低く、かつＭ信号との間の周波数ギ
ャップを確保するため充分に高い。前述の周波数ギャッ
プ内に存在する従来の低レベルの位相基鵡パイロット信
号を受信機で検出の目的のために使用する。前述のＭ信
号、２つの両側波帯抑制キャリア信号およびパイロット
信号は、送信のため高い周波数のＦＭキャリアに対して
周波数変調されろ。

複合周波数変を周キャリア信号は、従来のモノーラルま
たは２チヤネルのステレオ形式、もしくは望ましくは本
発明に従って構成された立体音響受信機でよい１つ以上
の遠くの受信機に対して送信される。典型として、各形
式の複数の受信（幾が、その各々の動作モードに従って
６つの信号を受信しかつこれを再生することになる。従
来のモノーラル受信機は和信号（Ｍ）のみを復号し、２
チヤネル受信１’Ｓはモノーラル受信のためには両方の
ラウドスピーカにおいて送信されたＭ信号を再生しまた
パイノーラルおよび立体音響モー１のためには従来のス
テレオ音響信号を再生するのである。

大型のスクリーンおよび６個の広く間隔をあけたラウド
スピーカ７有する第３の受信機の形式に対しては、再生
の選択が可能である。モノーラル送信の再生のためには
、音像がその望ましい中心位置から「外れる」のを避け
るため両側のラウドスピーカにおいては低いレベルにあ
るが、和信号Ｍを６個の全てのラウドスピーカにおいて
用いることができろ。パイノーラル放送のためには、Ｍ
信号を中心のラウド９スピーカに対して用い、従来の左
右の信号を両側のラウドスピーカに対して用いることが
できる。最後に、立体音響放送の再生を行なうと、各ラ
ウド５スピーカによる左、中心および右の信号の表示を
生じろことになり、この場合信号Ｔは直接中心ラウド゛
ス１イーカに対して送られまた左右のチャネルから中心
信号成分を電気的に減算するためにも月１い「）ｆｌ、
、その結果、完全に分離した性能火もたらす。

本発明については、図面に関１〜で以下の詳細な記述を
照合すればりｙによく埋＋６’（されよう。

本発明の１シ）１明に先立ち、Ｉｉ”　Ｇ　ＣＫより承
認された既存の２チヤネルのステレオ・システム、ナラ
びに米国におけろ将来の放送サービスのため現在検討中
の多重チャネル・テレビジョン音響システムの基本的原
狸を簡単に紹介することが有益であろう。現在の無線放
送システムにおいては、−緒に加えられろ立体音響的に
関連する信号が、５０乃至１５，０００　Ｈ７，の（Ｌ
＋Ｅ（）信号からなる「モノーラル・チャネル」を構成
しているが、ＬおよびＲは左右の独立的ｔ［音響信号即
ちチャネルを表わし、前述の如く、Ｌ′ＭよびＲ信号の
各々は０．７Ｇ成分を含むことができろ。標準的なモノ
ーラルＦＭ受信機により再生されるのはこの組合されだ
信号であり、従って本文におけろ記述用語［モノーラル
・チャネル］および文字Ｍの使用はこのチャネルを意味
するものである１、これに対して両側波帯の抑制された
３８ＫＨｚ　　のサブキャリア信号Ｓ　ｓｉｎω８ｔが
、１９ＫＨｚ　のパイロットと共に加えられる。（但し
、５−（Ｌ−Ｒ））複合変調信号は下記の如（表わすこ
とができる。即ち、Ｂｍ＝　Ｍ　−４−Ｓ　ｓｉｎ　ω
ｓ　ｔ　＋　Ｔ）　ｓｉｎ　　（ｒ＋）、ｔ／２）但し
、ω８−２πｆｓおよびｆ８＝　３８　ＫＨｚ　、およ
びｐは１９ＫＨｚ　／ξイロットの振幅である。基本帯
域のスＲクトルについて見れば、約５０Ｈｚ乃至１５Ｋ
Ｈｚ　　までの七ノーラル・チャネルＭ、１９　ＫＨｚ
　　の・ξイロット、および２３乃至５３ＫＨ２までの
ステレオ音響チャネルＳ　ｓｉｎωを信号を見出すであ
ろう。もしＳ　、Ｃｒ　、Ａ　、　（５ｕｂｓｉｄｊ、
ａｒｙＣｏｍｍｕｎｊ、　ｃａｔｉ○ｎ　Ａｕｔｈｏｒ
ｉｚａｔｉ○ｎ）もまた送信されつつあるならば、５９
５乃至７４．５ＫＨｚ　のＳＣＡ周波数変調サブキャリ
ア帯域が存在する。

６つの多重チャネルのテレビジョン音響システムが、現
在米国における将来の放送サービスに対して検討中であ
る。これらの６つのシステムについては、１９８２年７
月の「多重チャネル・テレビジョン音響：単一の規格の
撰］Ｒ基・■４」　と題されたＥ］ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　Ａｓ５ｏｃｉ、ａｔｉ、ｏｎ
の報告書においである程度詳細に記載されているが本文
における目的のため［は、２チヤネルの音響プログラミ
ングのためのステレオサブキャリアと別の言語その他の
サービスのための第２の音響プログラム（ＳＡＰ）と、
一般向けで′ｊ「い遠隔データまたは電子的取拐（ＥＮ
Ｇ）の用途の送信の３つの目的といえば充分である。全
てのサブキャリアはＮＴＳＣテレビジョンの水平同期周
波数（ｆＨ−１５，７４３）１７．）の整数倍もし、＜
は数分の−である周波数に置かれている。日本の電子産
業連合会により提起されたシステムはステレオ音響サブ
キャリアの周波数変調を使用するが、Ｔｅｌｅｓｏｎｉ
ｃｓ社およびＺｅｎｉｔｈ社により提起された他の２つ
はそれぞれ標準的なステレオ無線放送において使用され
ろものと類似した両側波帯抑制キャリアの振幅変調を使
用する。

前述の如く、本システムにおいては、独立的な第３の即
ち立体音響信号Ｔが中心ツウビス１−力による再生のた
め提供され、また左および右のチャネルから中心の信号
成分を電子的に削除して十分な分離性能を得るためにも
使用されろため提供される。この新しい立体音響信号Ｔ
の潜在的な位置決宇のためには、６つの提起された多重
チャネル・テレビジョン音響システム（Ｃおいて２つの
選択がある。この６つのシステムのどれもが、音響性能
の忠実度の変動があるが、ＳＡＰチャネルにおける信号
Ｔの使用に供することができろ。振幅変調のステレオ音
響サブキャリア化使用する２つのシステムはこのＴ信号
の送信のための別の手段ヲ折供するものであるが、その
いずれにおいても新しい信号Ｔはステレオ音響の差信号
５＝（Ｌ−Ｒ）’ａｒ搬送する同じ抑制ギヤ１１アの直
角変調成分として包含することができろ。本発明の立体
音響システムについては、本目的のためには、Ｚｅｎｉ
ｔｈ社のシステムにおけるｆＨであり、またＴｅｌｅｓ
ｏｎｉｃｓ社のシステムにおける４１５ｆＨであるその
ステレオ音響ノ々イロット・トーンの周波数のみにおい
て異なっているＴｅｌ　Ｐｓｏｎ　ｉ　ｃｓおよびＺｅ
ｎｉｔｈ社の多重チャネル・テレビジョン音響システム
の説明において記述される。

本発明の立体音響システムにおいては、モノーラル・チ
ャネルに対しては、一方が（Ｌ−Ｒ）からなる差信号と
対応し他方が信号（Ｔ＝−１，４０）からなり位相にお
いて９００ずれた２つの両側波帯のｋｆＨＫＨｚ信号（
ｋは２，０または２，５）が、共に第４図に示されろ如
きｆＨまたは５／４ｆＨ（それぞれ、ＺｅｎｉｔｈおＪ
二びＴｅ１ｅｓｏｎｉ　ｃｓ社のシステム）のいずれか
の周波数を有するパイロット信号と共に加えられる。Ｚ
ｅｎｊ、ｔｈおよびＴｅ１ｅｓｏｎｉ　ｃｓ社の設計仕
様書に従って、両側波帯信号の各々の振幅はモノーラル
・チャネル信号の厖幅の２倍であり、・ぐイロット信号
は更にやや小さな振幅を有する。

このように、この立体音響システムの複合側波帯信号は
下記の如くが）くことができる。即ち、ｅｍ　＝（Ｌ＋
１．４　Ｃ＋　Ｒ）　４−　ｐ　ｓｌｎωｔ；４−　（
Ｌ−Ｒ）ｓｌｎ２ωｔ−１−（−１，４０）邸’ｌ（を
月、　　　　　　　　　（式１　）Ｌ、ＲおよびＣは独
立的な音響チャネルであり、ω−２πｋｆＨ（ｆＨ＝１
５．７３４ＫＨｚおよびに＝２．０または２．５）であ
り、ｐはパイロット信号の振幅である。

この複合信号を生成するための送信機は、第５図のブロ
ック図において示されている。簡潔にする目的のため、
更に従来の送信回路のあるもの（例えば、プレエンファ
シス回路網、キャリア周波数ソース、およびキャリア周
波数変を周器）については示さなかったが、心安に応じ
て以降の１１シ述において簡単にのみ説明することにす
る。３つの独立のソース（図示せず）から得られろ６つ
の音響周波数信号り、ＣおよびＲは、プリエンファシス
回路網（図示せず）により、例えば、下記の如き６つの
マトリックス音響信号な出ブ月１１１１において生じろ
ように構成された加算増巾器の回路網からなる従来のマ
ドＩＪツクス回路網１０の入力側に対して与えられる。

即ち、（ＩＩ　　（Ｌ＋１．４０＋Ｒ）、（Ｌ−Ｒ）お
よび（−１，４０）である。モノーラル信号Ｍは加算器
１２に対する一人力として与えられ、ステレオ音響差信
号（Ｌ−Ｒ）および立体音響信号（−１，４０）は各変
調器１４及び１６の入力側に対して与えられるが、この
変調器の出力はまた加算器１２に対して送られ、ここで
出力はモノーラル信号と直線的に組合されるのである。

サブキャリア信号およびパイロット信号はキャリア発生
器１８から送らｆｌ、るが、この発生器は、音響信号と
共に送出されるべきビデオ信号から得た信号ｆＨ（テレ
ビジョン水平同期周波数）と同期されてこれによりクロ
ックされ、またＺｅｎｉｔｈおよびＴｅｌｅｓｏｎｉｃ
ｓ社のどちらのシステムが使用されるかに従って、再び
ｋが２．０または２．５であるｋｆＨＫＨ２の周波数を
有する正弦波の出力信号Ｓを生じるように構成されてい
る。このキャリア発生器は、第５図に示されろように各
変調器に対して加えられるサブキャリア出力信号間の９
０°のずれを生じるための公知の装置のどれかン含むも
のである。変調器１４および１６は、２つの両側波帯の
抑制キャリアの振幅変調されたサブギヤリア信号（Ｌ　
−Ｒ）　ｓｉｎ　２ωｔ　および（−１，４，Ｃ）ＣＪ
ｙｓ２ωｔを生じろように各音響周波数信号により２つ
のサブキャリアを振幅変調するように作用する公知の構
造の抑制キャリア振幅変調器である。こ１ｔら後者の信
号は、次に加Ｃｒ器１２においてモノーラル信号Ｍおよ
びキャリア発生器１８から得１−。

周波数に／２ｆＨの正弦波のパイロット信号と組合わさ
れろ。上記式１に示された加算器１２の出力側で生じた
複合信号は、この時送信器（図示せず）のＦＭ励掘器に
対して与えられ、送信の目的のため高い周波数のＦＭキ
ャリアに対して周波数変調されるのである。

本発明による立体音響受信機は第６図のブロック図にお
いて示されろが、再び簡素化のため、既に周知のＦＭ受
信回路（例えば、ＲＦおよびＩＦ段、弁別器およびデエ
ンファシス回路網）のいくつかは図示せず、必要に応じ
て簡単に説明することにする。立体音響放送の再生に加
えて、以下に述べる方法で受信機は従来のモノーラルお
よび２チヤえル（パイノーラル）ステレオ音響放送と完
全に共用可能である。受信したＦＭ信号は、受信機／デ
マルチプレクサ２０のＲＦおよびＩＦ段において増巾さ
れ、公知の任意のＦＭ検出回路（図示せず）で復調され
、また受信したＦＭ信号に含まれろ音響信号を得るため
多重化解除が行なわれる。

モノーラル放送を受信中、デマルチプレクサの出ニアｎ
ｔ、　（Ｌ＋　１．４０＋Ｒ）からなるモノーラル信号
Ｍを含んでいろ。この信号は加算器２２と減算器２４の
双方に対する第１の入力として加えられ、その出力は加
算器２６と加算器２８の第１の入力としてそれぞれ加え
られイ）。減′０−器２４と加算器２２．２６および２
８の第２の入力に対して加えられる信号が存在しない時
、モノーラルＭ信号（即ち、［Ｌ　＋　１．４　Ｇ　−
１−ＲＪ　）が加算器２６および２８の各々の出力側に
現わハフ、その一方が再生のための適当な切換え機構（
図示せず）によって選択することができろ。

受信した２チヤネルのステレオ信号に対して、Ｍおよび
Ｓ信号がデマルチプレクサの出力側に得られるが、Ｍ信
号は加算器２２と減算器２４の各々の１つの入力端に対
して加えられ、Ｓ信号（Ｌ−Ｒ）は加算器２２に対する
第２の入力として加えられ、減算器２４の信号Ｍから減
算されろ。その結果、加算器２２の出力は信号（２Ｌ＋
１．４０）を含み、加算器２６の第２の入力には信号ヶ
持たず、加算器２６の出力は（２Ｌ＋１．４Ｇ）となり
その振幅はこの時半分だけ減少して左のラウドスピーカ
に対して加えるための信号（Ｌ＋０．７Ｃ）ケ得ろ。同
様に、モノーラル信号からの差の信号（Ｌ−Ｒ）の減算
は信号（２Ｒ＋１．４０）ン生じこの信号も同様に加算
器２８により変更されないため、この信号は加算器２８
の出力側に現われ、再びこの信号の振幅の半亦ｌ減らし
て２チヤネル・システムの右うウドスヒ０−力による再
生のため信号（Ｒ＋０．７０）ｖ生じろ。上記の全ての
事柄は、従来の２チヤふルのＦＭ受信機の作動モードの
典型であろ８ 受信した立体音響信号、即ち新しいＴ信号（−１，４Ｇ
）を含む複合信号の場合は、Ｍ、Ｓ及びＴ信号の全てが
デマルチプレクサ２０の出力側に現われ、信号Ｍおよび
Ｓは前のように加算器２２と減算器２４に対して加えら
れ、Ｔ信号は加算器２６と２８の各々の第２の入力側に
対して加えるため信号（−１，４０）から２つの個々の
出力を通過させ、かつＴ信号の振幅を変化させて振幅に
おけろ適当な減少の後立体音響再生システムの中心ラウ
ドスピーカに対して直接送られる信号２Ｃ’＆第６の出
力ターミナルに対して送るように構成された公知のマト
リックス回路網である分割回路６０に対して加えられろ
。加算器２６における信号（２Ｌ＋１．４０）および（
−１，４Ｇ　’）の線形加算が信号２Ｌを生じ、同様に
信号（２Ｒ＋１、４　Ｇ　）および（−１，４Ｇ）の加
算器２８における加算が分離信号２Ｒ’＆生じ、このた
め、振幅の適当な減少の後、分離信号りおよびＲはそれ
ぞれ立体音響再生システムの左および右のラウドスピー
カに対して印加するため使用可能である。

第７図において前述の受信モードの階層が示されるが、
同図においては、３つの異なる送信モート９が実１Ａさ
れる６つの異なる形式のテレビジョン受像機、即ち１つ
のラウドスピーカを有する今日公知のテレビジョン・セ
ット３０、テレビジョン音響のステレオ音響再生のため
の２つのラウドスピーカを備えたパイノーラル受信機６
２、および大型スクリーン・ディスプレイろ４と外側の
１対の左右のラウド９スピーカ’！、６．３８と投射ス
クリーンの中心かつ下方に配置された中央ラウドスピー
カ４０とを有する将来有効な特性となり得ろシステムが
示されている。第１の場合には、前述の如く、本発明に
よるモノーラル、パイノーラルまたは立体音響の送信の
如伺に拘らず、七ノーラル信号Ｍが単一のラウドスピー
カによって再生されろ。受信機ろ２の２チヤネル再生能
力は、送信がモノーラルである時そのラウドスピーカの
各々においてモノーラル信号を再生し、パイノーラルお
よび立体音響放送の場合はその左側のラウドスピーカに
おいて信号（Ｌ＋０．７Ｇ）’＆再再生、右側のラウド
９スピーカにおいて信号（Ｒ＋０．７Ｇ）’Ｙ再再生る
。最後に、大型スクリーンおよび３個のラウドスピーカ
を有する受信機の場合には、オーディオ・デ→ドイナは
多（の選４Ｒｋ有する。モノーラル放送の再生の場合に
は、その望ましい中心位置からの音像の「ずれ」を避け
るように側方のラウド９スピーカ６６および２８におい
てはしはルが低下するが、３つの全てのラウドスピーカ
において信号ＭＹ使用することが可能である。図式のよ
うな位相のずれた条件においてこのような側方のラウド
スピーカを用いろと、臨場感がやや増加する。パイノー
ラル放送の場合には、中心ラウドスピーカに対して信号
Ｍ＆使用し、側方のラウドスピーカに対しては従来の左
と右の信号を使用することができるが、この場合も、位
相のずれた状態がステージ巾が短縮し、た印象ケ僅かに
抑制する。

最′後に、立体音響放送の場合には、分離した左と右の
信号が側方の各々のラウドスピーカに対して与えられ、
分離したＣ信号が直接中央のラウドスピーカに対して与
えられて、映画の音響システムにおいて得られろものと
共用可能な３つの信号の正確な再生を提供するものであ
る。

本発明によるシステムは、立体音響受信モー　ドへの受
信機の自動切換えを可能にずろための識別信号を含む。

このような信号は、ビデオ信号または音響基本帯域スＲ
クトル内に含ませることができろ。少なくとも２つの可
能性の内の１つは、ＦＭキャリアの瞬間的な周波数偏移
ケ増加することのない前掲のＨａ］、ｐｅｒｎの米国特
許第３．７’）　７９，８３２号において示唆される如
き主パイロット信号の第６の高調波の部分の−の振幅ケ
利用する第２のパイロット信号を使用することである。

あるいはまた、選択された基本帯域の形態に従って第１
のパイロット信号の振幅変調ケ用いろことが望ましくこ
のパイロットの低調波の周波数は受信機のパイロット検
出器の捕捉範囲乞充分に超え、かつ前記パイロットに対
する結果の側波帯が主即ちステレオ音響チャネルに該当
しないよう充分に周波数が低い側波帯を提供するように
選４ｆ？されるべきものである。

以上の事柄から、テレビジョンにおけろ満足すべ１重チ
ャネル音響の再生のための明白な要件が、放送サービス
のため現在検討中の音響システムの範囲を広げろことが
望ましいものとなることは明らかであろう。不安定な中
央の音像は映像のない音響の再生においては厳しいノ・
ンデイギャップとなるものではないが、このことはテレ
ビジョンにおいて、特に大型スクリーン・ディスプレイ
および広い間隔を有するラウドスピーカの場合には妥当
せず、このようなシステムは安定な中央部の音響が要求
され、新しいテレビジョンの音響サービスが音響録音ま
たはＦＭ無線放送ではなく映画の事例に従うものでなけ
ればならないことを明白に示唆する。本文に述べた本発
明による立体音響システムは、局の変調容量即ち放送の
到達範囲にほとんど、あるいは全く犠牲７強いろことな
（容易に送信されろものであるという必要に根ざすもの
でありかつこれを満足するものである。本システムは、
音響トラックのプログラムの主な部分が疑いもなく中央
チャネルのせりふを続けることになるため、プログラム
の製作および編集コストを最少限度に抑える可能性ン提
示するものである。

最後に、本立体音響システムは階層構造を有するもので
あるため、放送局ならびに製造企業に対して作動モート
９の選択におけろ常ならざる柔軟性を等しく提供するも
のである。

本文の開示内容は本発明の原理の僅かな例示に過ぎず、
本発明の主旨および範囲から逸脱することなく多くの変
更が可能である。例えば、Ｔ信妥は−１，４Ｃなる値を
有する如く記述したが、この値は同じ結果ケ得るため減
算回路の代りに前述の加算器２６および２８を必要とす
ることになる＋　１．４　Ｃでもよいことは明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は聴取者から９００の角度で到達する単一の音波
に対する人の頭部の影響を示す既に本文に述べたグラフ
、第２図は聴取者に対し９０°の角度の２個のラウドス
ピーカの場合における「正弦波律」の適用を示すグラフ
、第６図は「正弦波律」の適用状態を示す本文に説明し
た図、第４図は本発明の原理に従って生じる複合１則波
帯信号を示す周波数ダイヤグラム、第５図は第４図の複
合信号を生成ずろための送信端末を示す簡単なブロック
図、第６図は本発明による受信端末を示す簡単なブロッ
ク図、および第７図は本発明の原理に従う受信モート゛
の階層を示す概略図である。 １０・・・マド１１ツクス回路網、１２・・・加算器、
１４．１６・・・変調器、１８・・・キャリア発生器、
２０・・・受信機／デマルチプレクサ、２２．２６．２
８・・・加算器、２４・・・減９器、６０・・・テレビ
ジョン・セット、３２・・・パイノーラル受信機、６４
・・・大型スクリーン・ディスプレイ、３６．３８・・
・ラウドスピーカ、４０・・・中央ラウドスピーカ。 特許出願人　シービーニス・インコーホレーテッド（外
４名） （３９） 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、１ ［ｌ　：反数（Ｈ７） ＦＩＧ、　２゜ ｔ　　　Ｑ　　　　５　　　Ｑ　　　　ＩＬＩ　　　１
４　　　＋’ｌ　　　ＩＱ　　　禮　　ＣＪａ口ＦＩＧ
、　３゜ ＦＩＧ、　４゜ ＦＩＧ、　５゜ ＦＩＧ、　ａ ＦＩＧ、７゜ Ｊ（イノーラル　−（Ｌ＋　０．７Ｃ１Ｌ＋１．４ｃ＋
Ｒ−（０，７Ｃ＋Ｒ１立１不合９　　　　Ｌ　　　　　
　　　　　　　　　　　　Ｇ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　Ｒ手続補正書 昭和ダグ年　］月／ｆ日 ２発明の名称 〕Ｌイ＋７ｅ、ｔ、　　イ１し　シヌ　ラ・ム・６、補
正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 ２沈手　ｉ仁パ−を又・イン２−Ｊ）ンーヶｌＦ。 ４代理人

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）立体音響送信システムにおいて、立体音響的に関
   連する音響周波数波り、ＲおよびＣの６つの独立するソ
   ースと、それぞれ（Ｌ＋１．４Ｃ＋Ｒ）（Ｌ−Ｒ）およ
   び（−１，４０）からなる３つの音響周波数波Ｍ、Ｓお
   よびＴを得るため波形を組合せろための装置と、同じ周
   波数で位相において９０°ずれた２つのサブキャリアを
   生成する装置と、前記音響周波数波ＳおよびＴの各々に
   より各サブキャリアを振幅変？ＩＭシて２つの両側波帯
   抑制キャリア信号を生じる装置とを設け、前記サブキャ
   リアの周波数は変調されたサブキャリア信号および前記
   信号Ｍの比較的低い側波帯間に周波数ギャップを確保す
   るよう充分に高く、位相基準パイロット信号はサブキャ
   リアの周波数の半分でありかつ前記周波数ギャップ内に
   ある周波数を有し、高い周波数のキャリアを１つ以−ヒ
   の遠隔の受信機に対して送信するため前記の各信号で該
   周波数キャリアに対して周波数変調を行なう装置を設け
   ることを特徴とする立体音響システム。
2. （２）前記の高い周波数キャリアの受信に応じて作動し
   て前記の各音響周波数ソース信号り、ＲおよびＣを再生
   する受信装置を設けることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の立体音響システム。
3. （３）前記受信装置が従来のモノーラルおよび２チヤネ
   ルのステレオ音響放送ヶ再生する装置を含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の立体音響システム。
4. （４）　　ろつの独立する立体音響的に関連した音響周
   波数ソース信号り、ＣおよびＲを組合せて、それぞれ（
   Ｌ＋１．４０＋Ｒ）、（Ｌ−Ｒ）および（−１，４０）
   からなる３つの音響周波数波Ｍ、ＳおよびＴを得る装置
   を含む送信装置と、前記の音響周波数信号ＳおよびＴの
   各々により２つの等しい周波数の直角位相のサブキャリ
   アの各々を振幅変調する装置と、 高い周波数のギヤリアを１つ以上の遠隔の受信機に対し
   て送出するため、該キーＹ　ＩＪアに対して前記の各信
   号で周波数変調を行なう装置と、前記周波□数変調され
   たギヤリアの受信に応答して前記音響周波数ソース信号
   の各々を再生するよう作動する受信装置とを設けること
   を特徴とする立体行違システム。
5. （５）前記キャリアが、変調関数、即ちｅ　　　−Ｍ＋
   ｐｓｌｎ（ω　ｔ；／２）　　→−３ｓｉｎω　ｔ　−
   １−Ｔ　ｃｎｓｏ）Ｓｔｍ　　　　　　　　　　　　　
   　　　　Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｓに従
   って変調され、但し、ｐは位相基糸パイロット信号ｓｉ
   ｎ　（ω、、ｔ／２）の振幅であって、ωｓ−２πｆＳ
   の関係が存在し、但（〜、ｆ８　は→１プキャリア信号
   由ω。ｔおよび邸ω１．の基本周波数であり、各サブキ
   ャリア信号は前記音響信号ＳおよびＴの各々により振幅
   変調された抑制ギヤリアの両（１１１１波帯であること
   を特徴とする特許請求θ）範囲第４項記載の立体音響シ
   ステム。
6. （６）ｒＳ−ｋｆｌ（であり、イ［１［７、ｋは定数、
   ｆＨは１５，７６４Ｈｚ、即ちＮＴＳＣ方式テレビジョ
   ンにおける水平同期周波数であることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の立体音響システム。
7. （７）定数１（が２．０または２．５の値から撰釈され
   ることを特徴とするＪ＋′ｒ許請求の範囲第６項記載の
   立体音響システム。 （８１前記受信装置が従来のモノーラルおよび２チヤネ
   ルのステレオ音響放送な選釈的に再生する装置を含むこ
   とケ特徴とする特許請求の範囲第７項記載の立体音４シ
   ステム。 （９：　　前記受信装置が、前記音響信号ＭおよびＳを
   組合せて第１と第２の中間の音−信号（２Ｌ十１４ｃ）
   および（２Ｒ＋１．４０）を得るための第１と第２の装
   置と、前記γ？響倍信号によりそれぞれ前記の第１と第
   ２の中間の音響信号を組合せて前記の音響周波数ソース
   信号りおよびＲを得ろための第６と第４の装置とを含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の立体音響
   システム。