JP2018064168A - 音響装置、及び音響処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この特許文献1には、各チャンネルのオーディオ信号を再生する各スピーカーにテストノイズ信号を供給してから聴取位置に配置したマイクロフォンで前記テストノイズ信号を受信するまでの時間をもとに、各スピーカーと聴取位置との間の距離の差に基づき、各スピーカーの再生音が同時に聴取位置に到達するように前記各チャンネルの再生経路に挿入した遅延器の遅延時間を調整する制御部と、全チャンネルから再生される前記テストサイン波を受信した前記マイクロフォンの出力をもとに再生信号のレベルを測定する振幅測定部とを備え、前記振幅測定部で測定する再生信号のレベルが最大となるように、前記サブウーファチャンネル再生経路に挿入した遅延器の遅延時間を調整することが開示されている。
また、特許文献2の技術は、左右のスピーカーから左右チャンネルの差分の音声を出力する構成であり、左右のスピーカー間での音の打ち消しを抑制するものではない。また、特許文献2の上記技術は、マルチチャンネルのフロントに対応するスピーカーユニットに適用する技術であり、サブウーファーに適用する技術ではない。
また、上記構成において、前記対のスピーカーユニットに入力する信号の帯域を制限するローパスフィルターを有してもよい。
図1は、本発明の実施形態に係る音響装置の構成を示すブロック図である。
この音響装置10は、自動車などの車両に搭載される車載用音響装置であり、音源部21と、サブウーファー(スーパーウーファーとも称する)31とを備える。
音源部21は、ステレオ音声を出力するSTEREO音源、又はモノラル音声を出力するMONO音源として機能する。ステレオ音声は、左から到達する音を示す左チャンネルの音声信号と、右から到達する音を示す右チャンネルの音声信号とであり、2チャンネルの音声信号とも言う。各音声信号は、例えば、2つのマイクを使用するステレオ録音によって各マイクから得られる音声信号である。また、モノラル音声は、単一の音声信号であり、例えば単一のマイクを使用するモノラル録音によって得られる音声信号である。
なお、音源ソースは、ステレオ音声又はモノラル音声の音源ソースに限定する必要はなく、2チャンネルよりも多いマルチチャンネルの音声信号を含む音源ソースであってもよい。この場合、音源部21は、マルチチャンネルの音声信号をステレオ音声又はモノラル音声に変換して出力する機能を有してもよい。
このようにして、合成信号SA及び差分信号SBの各々の低域成分が、ウーファーボックス34に入力する。LPF33についても、アナログ回路、又はデジタル処理回路(例えばDSP)等の公知の構成を適用可能である。
なお、スピーカーユニット34A、34Bは不図示のアンプを備え、このアンプにより、各ユニット34A、34Bに入力された音声信号に対応する音声をそれぞれ放音する。
なお、筐体35内における各スピーカーユニット34A、34Bの背面間には、例えば吸音材が充填される。吸音材によって、各スピーカーユニット34A、34Bの背面からの音を適宜に吸収したり、減衰したりすることができる。
さらに、筐体35の容量を可変することで筐体35の共振周波数を調整可能である。例えば、各スピーカーユニット34A、34Bの特性と、放音する空間の特性(例えば車両の室内容積、室内の共振周波数)とに応じて、筐体35の共振周波数を調整することで、所望の音声出力特性を得やすくなる。
音源部21がステレオ音声を出力する場合、一方のスピーカーユニット34Aは、音声信号SL、SRの和を示す合成信号SAに含まれる低音を放音する。また、他方のスピーカーユニット34Bは、ステレオ音声を構成する音声信号SL、SRの差分を示す差分信号SBに含まれる低音を放音する。
異なる音声信号SL、SRの和を求める合成処理の際に、音声信号SL、SRの一部の成分が打ち消し合ってエネルギー的に減ってしまい、十分な低域再生ができない状態が生じるおそれがある。
この状態を「電気的な音の打ち消し」と言う。この「電気的な音の打ち消し」は、音声信号SL、SRが互いに異なることに起因して生じ、例えば、音声信号SL、SR間で異なる周波数の音、又は、同じ周波数であっても大きさが異なる音等の箇所で生じる。
まず、1つのスピーカーユニット34Sを使用する他の音響装置100A、100Bについて説明する。
図4(A)は音源部21がMONO音源の場合の他の音響装置100Aを示し、図4(B)は音源部21がSTEREO音源の場合の他の音響装置100Bを示している。スピーカーユニット34Sは1つのウーファーボックス135に取り付けられる。また、スピーカーユニット34Sの正面には、音響特性を測定するための集音マイク137が配置されている。
なお、図4(A)、図4(B)及び後述する各図では音響装置100A、100B、10の構成を簡易的に示し、例えばLPF33は省略して示している。
しかしながら、多くの音楽用音源はSTEREO音源である。また、ウッドベースやエレキベース等の既存楽器よりも、サンプリングやシンセベース等の電子音によるベース(電子楽器)が使用されるケースが増え、様々なエフェクターによりステレオ化されている実情がある。従って、低音であってもSTEREO音源を再生することが望まれる。
図4(B)に示す音響装置100Bでは、音声信号SL、SRを合成した合成信号SAを生成する合成処理部32Aを備え、合成信号SAに対応する音声を1つのスピーカーユニット34Sから再生させる。この構成にすることで、音声信号SL、SRのいずれか一方だけに含まれる音声についても出力することが可能になる。
この音響特性f1、f2は、同じ音響空間にて、音響装置100A、100Bの再生音を集音マイク137で集音することによって得られた特性である。より具体的には、音響特性f1は、音響装置100Aに所定のピンクノイズのモノラル音声(音声信号SM)を再生させた場合の特性である。また、音響特性f2は、音響装置100Bに所定のピンクノイズのステレオ音声(音声信号SL、SR)を再生させた場合の特性である。
なお、電気的な音の打ち消しは音響装置100Aには生じないので、図5に示す音響特性f1、f2の違いが生じている箇所が、電気的な音の打ち消しが生じた箇所に相当する。
図6(A)は音源部21がMONO音源の場合の他の音響装置100Cを示し、図6(B)は音源部21がSTEREO音源の場合の他の音響装置100Dを示している。なお、上記した各構成と対応する部分は同一の符号を付して示し、重複説明は省略する。
図7は音響装置100Cの音響特性f3と音響装置100Dの音響特性f4とを示した特性曲線図である。なお、音響測定は、上記と同様に、所定のピンクノイズのモノラル音声(音声信号SM)とステレオ音声(音声信号SL、SR)とを用いて同じ音響空間で行っている。
具体的には、音響装置100Cの場合、MONO音源であり、スピーカーユニット34A、34Bが同じ向きで離間して配置され、且つ、同一の信号で同相駆動されるので、空間的な音の打ち消しを抑え易くなる。一方、音響装置100Dの場合、異なる一対の信号で各スピーカーユニット34A、34Bが駆動されるので、一対の信号が互いに打ち消しあうような信号成分を含む場合には、空間的な音の打ち消しが生じる。従って、音響装置100Dの音響特性f4には、図7に符号βで示すように、打ち消された箇所、つまり、音のディップが生じる。
図8(A)は音源部21がMONO音源の場合の他の音響装置100Eを示し、図8(B)は音源部21がSTEREO音源の場合の他の音響装置100Fを示している。これら音響装置100E、100Fは、合成処理部32A及び差分処理部32Bを備えない点が本実施形態の音響装置10と異なる。また、音響装置100E、100Fのスピーカー配置は音響装置10と同様である。
これら音響装置100E、100Fは、音声信号SL、SRが異なるスピーカーユニット34A、34Bに入力するので、音声信号SL、SR間での電気的な音の打ち消しは生じない。また、スピーカーユニット34A、34Bを背面同士を対向させて配置するので、スピーカーユニット34A、34B間での音の回り込みによる空間的な音の打ち消しを抑制することもできる。
図10は音源部21がSTEREO音源の場合の音響装置10を示している。
また、図11は音響装置10の音響特性f7を、上記音響装置100Eの音響特性f5と共に示した特性曲線図である。
音響特性f7は、音響特性f5を測定した音響空間と同じ音響空間にて、所定のピンクノイズのステレオ音声(音声信号SL、SR)を再生した場合の測定結果である。なお、音響特性f5は、上記したように、モノラル音声を所定の構成で再生することで、電気的及び空間的な音の打ち消しが殆ど生じない場合を示している。
この図11に示す結果から、本実施形態では、左右チャンネルの音声信号SL、SRの合成処理によって生じる「電気的な音の打ち消し」を、音声信号SL、SRの差分を示す差分信号SBで補うことができ、且つ、スピーカーユニット34A、34B間の空間的な音の打ち消しを防ぐことができることが明らかである。
この構成及び音響処理方法によれば、左右チャンネルの音声信号SL、SRの合成処理によって生じる「電気的な音の打ち消し」を差分信号SBで補い、左右チャンネル間の音の打ち消しを抑制することができる。
また、対のスピーカーユニット34A、34Bに入力する信号の帯域を制限するLPF33を有しているので、制限された帯域の音声を各スピーカーユニット34A、34Bから放音できる。
例えば、対のスピーカーユニット34A、34Bの配置等は上記実施形態のものに限定されない。
例えば、対のスピーカーユニット34A、34B同士を同軸上に配置する場合を説明したが、同軸上に限定されず、音の打ち消しを十分に抑えられる範囲で配置変更してもよい。また、対のスピーカーユニット34A、34Bを共通の筐体35に配置する場合を説明したが、別々の筐体に配置して各スピーカーユニット34A、34Bの背面同士を対向させて配置してもよい。また、対のスピーカーユニット34A、34Bの背面同士を対向させる場合を説明したが、空間的な音の打ち消しが問題にならない場合等に背面同士を対向させて配置しなくてもよい。
21 音源部
21L、21R 音声出力端子
31 サブウーファー
32 信号処理部
33 ローパスフィルター
34 ウーファーボックス
34A、34B スピーカーユニット
35 筐体(エンクロージャー)
SL、SR 音声信号
SM モノラル音声信号
L1 軸線
Claims (6)
- 一対又は複数対のスピーカーユニットと、
右チャンネルと左チャンネルの音声信号を入力し、左右チャンネルの音声信号の合成処理と差分処理とを独立して行う信号処理部と、を有し、
前記合成処理で得た前記左右チャンネルの合成信号は、対の一方の前記スピーカーユニットに入力し、前記差分処理で得た前記左右チャンネルの差分信号は、対の他方の前記スピーカーユニットに入力することを特徴とする音響装置。 - 前記対のスピーカーユニットの背面同士を対向させていることを特徴とする請求項1に記載の音響装置。
- 前記対のスピーカーユニットは、共通のエンクロージャーに配置され、前記エンクロージャーは密閉型であることを特徴とする請求項2に記載の音響装置。
- 前記対のスピーカーユニット同士を同軸上に配置していることを特徴とする請求項2又は3に記載の音響装置。
- 前記対のスピーカーユニットに入力する信号の帯域を制限するローパスフィルターを有していることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の音響装置。
- 一対又は複数対のスピーカーユニットに音声信号を出力する音響処理方法において、
右チャンネルと左チャンネルの音声信号の合成処理と差分処理とを独立して行い、
前記合成処理で得た前記左右チャンネルの合成信号を、対の一方の前記スピーカーユニットに入力させ、前記差分処理で得た前記左右チャンネルの差分信号を、対の他方の前記スピーカーユニットに入力させることを特徴とする音響処理方法。
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JP2021130352A (ja) * | 2020-02-18 | 2021-09-09 | 株式会社デンソーテン | スピーカ装置およびスピーカユニット |
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