JP2009532921A - Biplanar loudspeaker system with temporal phase audio output - Google Patents
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Abstract
【課題】
【解決手段】本発明は、現実的な立体音響の音の再生を実現する3つのラウドスピーカシステムを利用する。この方法は、左右のスピーカを収容する単一の筐体と平行に配置された第3のスピーカを収容する単一の筐体の中心に取り付けられるくさび形の筐体と共に、平行な面の前面に配置された左右のスピーカ用の単一の筐体を利用する。本発明は、左右の音声入力信号を処理する電子回路を具えている。左右のチャネルの信号は低減されて各チャネルに送られ、加算され、遅延されて中央のチャネルスピーカに送られる。くさび形の筐体は、左右のチャネルの通常の重複を阻止し、聞き手が広範なサウンドイメージ空間を知覚できるように、この範囲を特別に導出された中央のチャネル信号で満たす。
【選択図】なし【Task】
The present invention utilizes three loudspeaker systems that realize realistic three-dimensional sound reproduction. This method includes a wedge-shaped housing attached to the center of a single housing housing a third speaker disposed in parallel with a single housing housing left and right speakers, and a front surface parallel to the surface. Use a single housing for the left and right speakers placed in the. The present invention comprises an electronic circuit for processing left and right audio input signals. The left and right channel signals are reduced and sent to each channel, added, delayed, and sent to the center channel speaker. The wedge-shaped housing prevents the normal overlap of the left and right channels and fills this range with a specially derived central channel signal so that the listener can perceive a broad sound image space.
[Selection figure] None
Description
本発明は、2つの入力チャネルから導出される時間位相中央チャネルを有する離設されたラウドスピーカを用いて現実的及び劇的なステレオサウンドを生成することに関する。 The present invention relates to generating realistic and dramatic stereo sound using spaced loudspeakers having a temporal phase center channel derived from two input channels.
ステレオのラウドスピーカの従来技術は、2つの分離したラウドスピーカの筐体を使用することが主となっている。一方のスピーカの筐体は、聞き手の範囲の右側に配置される。他方は、聞き手の範囲の左側に左右対称になるように配置される。2つのスピーカの筐体から等距離にある聴取範囲の任意の位置において聞き手は、適度に正確なステレオイメージを認識するであろう。 The prior art of stereo loudspeakers mainly uses two separate loudspeaker housings. The housing of one speaker is arranged on the right side of the listener's range. The other is arranged symmetrically on the left side of the listener's range. At any position in the listening range that is equidistant from the two speaker housings, the listener will recognize a reasonably accurate stereo image.
左側のチャネルの情報は、左側のスピーカから生じるように思われるであろう。右側のチャネルの情報は、右側のスピーカから生じるように思われるであろう。中央のチャネルの情報は、左側及び右側のスピーカの間の位置から生じるように思われるであろう。同様に、中心から左右に生じるように記録された音もまた、正確に一方向で認識されるであろう。 The left channel information would appear to come from the left speaker. The information on the right channel will appear to come from the right speaker. The center channel information would appear to arise from a position between the left and right speakers. Similarly, sounds recorded to occur left and right from the center will also be recognized in exactly one direction.
聞き手が2つのスピーカから等距離の位置にいない場合、すなわち、2つのスピーカの中心にいない場合、高度な中央チャネルの位置決定が失われる。この場合、左側の音は、まだ左側のスピーカシステムから生じる。右側の音は、まだ右側のスピーカシステムから生じる。しかしながら中央では、チャネルの情報はもはや2つのスピーカシステムの間の位置から生じない。したがって、高度に規定された中央位置がなく、完全なステレオイメージが非常に低下する。 If the listener is not equidistant from the two speakers, i.e. not in the center of the two speakers, the advanced central channel positioning is lost. In this case, the left sound still originates from the left speaker system. The right sound still originates from the right speaker system. In the middle, however, channel information no longer originates from the position between the two speaker systems. Thus, there is no highly defined center position and the complete stereo image is greatly degraded.
このような中央のチャネル位置情報の損失の原因は、左右のスピーカシステムそれぞれから聞き手までの距離の違いにより生じる相対的な時間のずれである。音波は、マッハ1又は1秒間に334メートルの速度で伝わる。通常、この値は一定であるが、温度、気圧により変化し、湿度も僅かに速度に影響を与える。いずれにしても、伝搬速度は、同じ空間を共有する2つのセットのスピーカと同じである。中央のチャネルの情報は双方のスピーカに同時に適用されるが、最も近いスピーカからの音波が聞き手の耳に早く届く。聞き手から遠いスピーカシステムからの音波は遅く届き、すなわち、音波が聞き手の耳に届く前に伝搬する必要がある追加の距離のために遅延する。 The cause of the loss of the center channel position information is a relative time shift caused by a difference in distance from the left and right speaker systems to the listener. Sound waves travel at a speed of 334 meters per Mach 1 or 1 second. Normally, this value is constant, but changes with temperature and pressure, and humidity slightly affects the speed. In any case, the propagation speed is the same as two sets of speakers sharing the same space. The center channel information is applied to both speakers simultaneously, but the sound waves from the nearest speaker reach the listener's ears quickly. Sound waves from the speaker system far from the listener will arrive late, i.e. delayed due to the additional distance that the sound waves need to propagate before reaching the listener's ear.
例えば聞き手は、この例では「P」と呼ばれる傾聴環境の中央の位置にいる。位置「P」は、左側のスピーカから約167cm(5.57フィート)で、右側のスピーカから約200.4cm(6.68フィート)の位置にある。左側のスピーカからの音波は、スピーカで生成されてから5ミリ秒後に傾聴位置(P)に到達する。右側のスピーカからの音波は、右側のスピーカで生成されてから6ミリ秒後に位置「P」に到達し、1ミリ秒の到達時間の違いが生じ、これを「T」と呼ぶ。左右のスピーカに同時に適用される聴覚情報(SINシータ)は、双方の信号の合成として傾聴位置(P)で合成され、左側のスピーカから(SINシータ)で、右側のスピーカから(SINシータ+T)である。位置Pで近くされる正味の音響エネルギーは、SINシータ)+(SINシータ+T)である。 For example, the listener is in the middle position of the listening environment called “P” in this example. Position “P” is about 167 cm (5.57 ft) from the left speaker and about 6.68 ft from the right speaker. Sound waves from the left speaker reach the listening position (P) 5 milliseconds after being generated by the speaker. The sound wave from the right speaker reaches the position “P” 6 milliseconds after being generated by the right speaker, resulting in a difference in arrival time of 1 millisecond, which is referred to as “T”. Auditory information (SIN theta) applied simultaneously to the left and right speakers is synthesized at the listening position (P) as a synthesis of both signals, from the left speaker (SIN theta), from the right speaker (SIN theta + T) It is. The net acoustic energy approached at position P is SIN theta) + (SIN theta + T).
2つの供給源からの音響エネルギーは、位相が一致する場合には建設的(constructively)に合成され、いずれの要素よりも大きな正味のエネルギーを生成する。2つの供給源からの音響エネルギーは、位相が一致しない場合には破壊的に合成され、互いに打ち消し合う。これは、時間のずれ(T)により生じる相対的な位相の違いに依存する。フランスの数学者であるJ.D.Jフーリエは、所定の時間のずれ(T)における周波数の相対的な位相を算出する式を明らかにした。例えば、T=1ミリ秒の場合、無効な周波数は、500HZ、1.5KHZ、2.5KHZ、3.5KHZ、4.5KHZ、6.5KHZ、7.5KHZ、8.5KHZ、9.5KHZ、10.5KHZ、11.5KHZ、12.5KHZ等で起こり得る。これは、無効な周波数の正則空間の「comb effect」として知られており、2重の筐体ステレオシステムの共通の問題である。 The acoustic energy from the two sources is constructed constructively when the phases are matched, producing a net energy that is greater than either element. The acoustic energy from the two sources is destructively synthesized if they are out of phase and cancel each other. This depends on the relative phase difference caused by the time lag (T). J. French mathematician D. J Fourier clarified an equation for calculating the relative phase of the frequency at a predetermined time lag (T). For example, when T = 1 ms, the invalid frequencies are 500 HZ, 1.5 KHZ, 2.5 KHZ, 3.5 KHZ, 4.5 KHZ, 6.5 KHZ, 7.5 KHZ, 8.5 KHZ, 9.5 KHZ, 10 Can occur at .5KHZ, 11.5KHZ, 12.5KHZ, etc. This is known as the “comb effect” of an invalid frequency regular space and is a common problem with dual-enclosure stereo systems.
この問題を解決するために、人間は約12センチメートル離れた2つの耳で聞く。これは、知覚が傾聴環境の2つの慎重な位置で行われることを意味している。各耳が異なる応答変換を有しており、これが聞き手が知覚する周波数を変更する。人間の耳が音の位置を特定する一つの方法は、ある耳と別の耳との音の到着時間を比較することである。従来の2重のスピーカステレオシステムの中央のチャネルの情報が、聞き手の2つの耳に同時に到達しない場合、聞き手は中央のチャネルの情報の方向を特定することができず、ステレオイメージが崩れる。 To solve this problem, humans hear with two ears about 12 centimeters apart. This means that perception takes place at two careful positions in the listening environment. Each ear has a different response transformation, which changes the frequency perceived by the listener. One way for the human ear to locate a sound is to compare the arrival times of the sound from one ear to another. If the information of the center channel of the conventional dual speaker stereo system does not reach the two ears of the listener at the same time, the listener cannot specify the direction of the information of the center channel, and the stereo image is destroyed.
オーディオファンは、2つのスピーカシステムから等距離にある聞き手の環境の範囲を「スイートスポット」という。部屋に設置された通常のシステムの場合、スイートスポットは、1人の人間に適応するのに十分な大きさである。一般的な例は、カウチに隣合って座っている3人に関する傾聴環境であり、中央のシートの人がスイートスポットで正確なステレオイメージを楽しんでいる場合、左右のシートに座っている人は通常、正確にステレオを知覚できない。 The range of the listener's environment that is equidistant from the two speaker systems is called a “sweet spot”. In the case of a normal system installed in a room, the sweet spot is large enough to accommodate one person. A common example is a listening environment involving three people sitting next to a couch. If a person in the center seat enjoys an accurate stereo image at the sweet spot, Usually, stereo cannot be perceived accurately.
米国特許第4,058,675(1977年11月15日)「Loudspeaker System for use in a Stereophonic Sound Reproduction System」は、ラウドスピーカシステムと、音声入力信号により作動するように構成され、立体音響の再現のために聞き手に対して音響エネルギーを放射するように構成された主要なスピーカと、入力信号により作動するように構成され、主要なスピーカにより生成される音響エネルギーよりも小さく、聞き手に遅れて到達する位相の異なる音響エネルギーを放射するように構成されたサブスピーカとを開示している。 US Pat. No. 4,058,675 (November 15, 1977) “Loudspeaker System for use in a Stereophonic Sound Reproduction System” is configured to operate with a loudspeaker system and an audio input signal to reproduce stereophonic sound. Main speakers configured to radiate acoustic energy to the listener for the purpose of the sound, and are configured to operate with the input signal and are smaller than the acoustic energy generated by the main speakers, reaching the listener later And a sub-speaker configured to radiate acoustic energy having different phases.
米国特許第6,069,962(2000年5月30日)「Point Source Speaker System」は、スイートスポットを拡張する別の試みである。この特許は、中低域スピーカの中心軸からプラスとマイナスに45度傾いた同軸上に取り付けられた2つの高周波数スピーカを有する2重の音声コイルの中低域スピーカを用いた構成を開示している。このシステムは、高周波数で僅かなセパレーションを生成する。中域及び低周波の音響エネルギーは、単一のコーンスピーカによりモノラルで生成される。 US Pat. No. 6,069,962 (May 30, 2000) “Point Source Speaker System” is another attempt to expand the sweet spot. This patent discloses a configuration using a mid-low range speaker of a double voice coil having two high frequency speakers mounted on the same axis inclined 45 degrees positive and negative from the central axis of the mid-low range speaker. ing. This system produces a slight separation at high frequencies. Mid-range and low-frequency acoustic energy is generated in monaural by a single cone speaker.
米国特許第6,169,812B1(2001年1月2日)「Point Source Speaker System」はスイートスポットを拡張する試みである。この特許の本質は、各スピーカにより生成される音波の軸が共通の原点を有するように、単一の筐体内の3つのスピーカを位置決めすることである。また、この特許は音波の形状を変更することを教示している。隣接するスピーカに対する各スピーカの軸は90度に設定される。左側のスピーカは、差の信号(左側マイナス右側)が供給される。右側のスピーカは、差の信号(右側マイナス左側)が供給される。中央のスピーカは、合計の信号(右側プラス左側)が供給される。この構成は、非常に明確に配置された中央のチャネルイメージを生成する。しかしながら、セパレーションは、左右のスピーカの軸の180度の配置によりスイートスポットの外側限界で失われる。 US Pat. No. 6,169,812 B1 (January 2, 2001) “Point Source Speaker System” is an attempt to expand the sweet spot. The essence of this patent is to position the three speakers within a single housing so that the axes of the sound waves generated by each speaker have a common origin. This patent also teaches changing the shape of the sound wave. The axis of each speaker relative to adjacent speakers is set to 90 degrees. The left speaker is supplied with a difference signal (left minus right). The right speaker is supplied with a difference signal (right minus left). The central speaker is supplied with the total signal (right side plus left side). This configuration produces a central channel image that is very clearly arranged. However, the separation is lost at the outer limit of the sweet spot due to the 180 degree arrangement of the left and right speaker axes.
米国特許第5,557,680(1996年9月)「Loudspeaker System for Priducing Multiple Sound Images Within a Listening Area from Dual Source Locations」は、左右の2つのチャネルから導出される中央のチャネルの音声イメージを生成する手段を用いて、2つのキャビネットを各サイドに聞き手と角度をなすように配置する。2つのキャビネットは、導出された中央のチャネルのためにスピーカに沿って左/右のチャネル用のスピーカを収容する。この特許は、同じ筐体内の中央のチャネルスピーカを左右のチャネルスピーカと交換することにより時間の位相の問題を取り除く試みであるが、これらのスピーカの軸が異なる。 US Pat. No. 5,557,680 (September 1996) “Loudspeaker System for Priducing Multiple Sound Images Within a Listening Area from Dual Source Locations” generates a central channel audio image derived from the two left and right channels The two cabinets are arranged at an angle with the listener on each side. Two cabinets contain speakers for the left / right channels along the speakers for the derived center channel. This patent attempts to eliminate the time phase problem by replacing the center channel speaker in the same housing with left and right channel speakers, but the axes of these speakers are different.
米国特許第5,426,702(1995年6月)「System for Deriving a Center Channel Signal from an Adapted Weighted Combination of the Left and Right Channels in a Stereophonic Audio Signal」は、左右のチャネル入力から中央のチャネルの音声イメージを導出する重み付けによる算出方法を教示している。しかしながら、特許は、この方法によりスイートスポットを改良するためにスピーカを交換する方法を教示していない。 US Pat. No. 5,426,702 (June 1995) “System for Deriving a Center Channel Signal from an Adapted Weighted Combination of the Left and Right Channels in a Stereophonic Audio Signal” It teaches a calculation method using weighting to derive an audio image. However, the patent does not teach how to replace the speakers to improve the sweet spot by this method.
米国特許第5,610,986(1997年3月)「Linear-Matrix Audio-Imaging System and Image Analyzer」は、左右のチャネルの入力から中央のチャネルの音声イメージを導出する方法を教示している。この教示では、中央のチャネルを左右のイメージと同期させるために、スピーカの配置による時間的な位相を考慮しておらず、また中央チャネルで必要とされる時間的な位相を考慮していない。 US Pat. No. 5,610,986 (March 1997) “Linear-Matrix Audio-Imaging System and Image Analyzer” teaches a method for deriving a central channel audio image from left and right channel inputs. In this teaching, in order to synchronize the central channel with the left and right images, the temporal phase due to the placement of the speakers is not considered, nor is the temporal phase required by the central channel taken into account.
本発明は、同一平面上に配置された左側のチャネルスピーカ16及び右側のチャネルスピーカ18を具える単一の長方形のスピーカの筐体10で構成される。これらのスピーカは、可能な限り隣接して取り付けられる。センタチャネル20用のスピーカが、2つの同一平面上にあるスピーカの前方であってこれと平行な平面上のくさび形12内に取り付けられる。長方形のスピーカの筐体10の前面から延在し、中央のチャネルスピーカ20を収容するくさび形12は、左側のチャネルスピーカ16と右側のチャネルスピーカ18とを分離し、これらの音響エネルギーの一部を反射する。
The present invention comprises a single
時間的な遅延のクロスオーバネットワーク82は、左側のチャネル音声出力信号40、左側のチャネル音声出力信号70、及び中央のチャネル音声出力信号55を周波数により分けて、中域及び/又は低域のサブウーファスピーカ25と同様に、高域の左側のチャネルツイータ15、右側のチャネルツイータ17、及び中央のチャネルツイータ19に供給し、中央のチャネル出力55を遅らせて、スピーカの筐体10及び12の後方に存在する広範なサウンドステージの錯覚を聞き手に与える広範な波形を生成する。
The time
中央のチャネルパワー増幅器50で利用される信号が遅延する原因は、中央のスピーカが、中央のチャネルのスピーカ20を含む平面と、左側のチャネルスピーカ16及び右側のチャネルスピーカ18を含む平面との間の距離だけ(中央スピーカの正面に座っている)聞き手の近くに配置されているからである。中央のチャネルスピーカ20の時間的な遅延が無い場合、聞き手は、右側のチャネルスピーカ18又は左側のチャネルスピーカ16のいずれかから音が到着する前に、中央のチャネルスピーカ20からの音をよく知覚するであろう。この時間的な遅延は、J.D.Jフーリエの式を用いて算出できる対応する相対的な位相変位を生成する。
The reason why the signal used in the center
中央のチャネルスピーカ20に生成される追加的な音響エネルギー、すなわち(1/2{L+R})は、全体の合計と、知覚されるエネルギーのような差エネルギー(difference energy)を不均衡にする。システムの音響エネルギーは、L+R+(1/2{L+R})である。この不均衡を補正するために、右側のチャネルの音響入力60の信号及び左側のチャネル音響入力30の信号が、図3に説明のために詳細に示すように処理される。
The additional acoustic energy generated at the
ここで、システム全体の音響エネルギーは、(R−{1/2L})+(L−{1/2R})+({1/2L}+{1/2R})=L+Rであり、これは、音響エネルギーを戻して均衡にする。本発明の実施例により生成される空間的なエネルギー分布が、前述した図に示されている。 Here, the acoustic energy of the entire system is (R- {1 / 2L}) + (L- {1 / 2R}) + ({1 / 2L} + {1 / 2R}) = L + R. Return the acoustic energy to balance. The spatial energy distribution produced by the embodiment of the present invention is shown in the above-mentioned figure.
特に、図4は電気的なエネルギーが3つの主要なスピーカに供給される位置を示している。スピーカにより傾聴範囲に伝わる生成された音響エネルギーが、図2に示されている。左側のチャネルエネルギー領域の左端42(図2)から右側のチャネルエネルギー領域の右端72の音響レベルの測定が行われ、左側の音響エネルギーは、最も左端で最大であることは容易に分かるであろう。右側の音響エネルギーは、右側のチャネルエネルギー範囲72の最も右端で最大となる。左側のチャネルのエネルギー範囲42の最も左端では、右側の音響エネルギーが0である[(中央のチャネルスピーカ20から1/2R)+(左側のチャネルスピーカ16から−1/2R)=0]。
In particular, FIG. 4 shows the location where electrical energy is supplied to three main speakers. The generated acoustic energy transmitted to the listening range by the loudspeaker is shown in FIG. A measurement of the acoustic level is made from the left end 42 (FIG. 2) of the left channel energy region to the
中央のチャネルエネルギー範囲52の真ん中では、右側の音響エネルギーは(1/4R)であり、左側の音響エネルギーは(1/4L)である。これは、左側及び右側のエネルギーが等しい場合の傾聴環境の位置である。中心から右側の総ての位置では、右側のエネルギーは左側のエネルギーよりも大きい。中心から左側の総ての位置では、左側のエネルギーが右側のエネルギーよりも大きい。図2を参照すると、影(shadow)の任意の位置では、左側及び右側のエネルギーの特定の割合を有することが明らかである。 In the middle of the central channel energy range 52, the right acoustic energy is (1 / 4R) and the left acoustic energy is (1 / 4L). This is the position of the listening environment when the left and right energy are equal. In all positions on the right side from the center, the right side energy is greater than the left side energy. At all positions on the left side from the center, the left side energy is greater than the right side energy. Referring to FIG. 2, it is apparent that at any position of the shadow, it has a certain percentage of left and right energy.
例えば、聞き手の左耳は影の或る位置P(左)に位置し、右耳は影の第2の位置P(右)に位置する。位置P(右)は、位置P(左)よりも音響範囲の右端に12cm近い。P(左)は、P(右)よりも音響範囲の左端に12cm近い。この情報から我々は以下を導き出すことができる。 For example, the listener's left ear is located at a shadow position P (left), and the right ear is located at a shadow second position P (right). The position P (right) is 12 cm closer to the right end of the acoustic range than the position P (left). P (left) is 12 cm closer to the left end of the acoustic range than P (right). From this information we can derive:
P(左)で耳により知覚される左側の音響エネルギーは、P(右)で右耳により知覚される左側の音響エネルギーよりも大きい。同様に、P(右)で右耳により知覚される右側の音響エネルギーは、P(左)で左耳により知覚される右側のエネルギーよりも大きい。右耳は右側のエネルギーをより聞き取り、左耳は左側のエネルギーをより聞き取る。したがって、右側のエネルギーは、右側の筐体に対する錯覚位置R(Q)で発生するように知覚され、左側のエネルギーは、左側の筐体に対する錯覚位置L(Q)から到達するように思われる。この一組の条件は、くさび形の伝搬されるエネルギーの範囲の任意の位置における総ての2つの位置のセットに当てはまる。ステレオイメージは、2つの位置が伝搬されるエネルギー範囲の2つの端と等距離にない場合に限り知覚される。 The left side acoustic energy perceived by the ear at P (left) is greater than the left side acoustic energy perceived by the right ear at P (right). Similarly, the right side acoustic energy perceived by the right ear at P (right) is greater than the right side energy perceived by the left ear at P (left). The right ear hears more energy on the right and the left ear hears more energy on the left. Thus, the right energy is perceived to occur at the illusion position R (Q) for the right housing, and the left energy appears to arrive from the illusion position L (Q) for the left housing. This set of conditions applies to a set of all two positions at any position in the wedge-shaped propagated energy range. A stereo image is perceived only if the two locations are not equidistant from the two ends of the propagated energy range.
ステレオが知覚されない特別な事例がある。聞き手の視線が長方形のスピーカの筐体10の方向と垂直な場合、2つの耳(P{左}及びP{右})双方は、音響エネルギー範囲の両端から等しい距離にある。したがって、左側又は右側の信号のレベルの違いが認識されない。この聞き手はステレオを認識しない。
There is a special case where stereo is not perceived. If the listener's line of sight is perpendicular to the direction of the
図面
図1
長方形のスピーカの筐体10は中空のブロックである。内側のパーティション11は、ブロックの内部を左側空洞28と右側空洞26に分離し、左側のチャネルスピーカ26及び右側のチャネルスピーカ18の後方のプロジェクションのための分離したチャンバを提供する。中空のくさび形12は、その頂点が左側のチャネルスピーカ16と右側のチャネルスピーカ18から等距離にあるくさび形の取り付け位置14で長方形のスピーカの筐体10に接するように2つのスピーカの間に取り付けられる。第3のスピーカ、すなわち中央のスピーカ20がくさび形12の底面に取り付けられる。くさび形12は、くさび形のフェース面24が筐体のフェース面28と平行になるように配置される。くさび形12の底面は、長方形のスピーカの筐体10の底面と平行である。くさび形12の上面は、長方形のスピーカの筐体10の上面と平行である。筐体の平面28とくさび形の平面24との距離は、くさび形12の三角形の高さと同じである。左側のチャネルスピーカ16に面するくさび形の左側の抑制面22と、右側のチャネルスピーカ18に面するくさび形の右側の抑制面23は、高周波数の音波の反射を最小化、すなわち「抑制する」物質で作られている(又はコーティングされている)。これにより、高周波数の「スパッター音(spatter)」を低減する。
Drawing 1
The
図2は、3つのスピーカにより生成される左側のチャネルのエネルギー範囲42、中央のチャネルのエネルギー範囲52、及び右側のチャネルのエネルギー範囲72を示している。長方形のスピーカの筐体10に取り付けられる左側のチャネルスピーカ16は、左側のチャネルのエネルギー範囲42を生成する。長方形のスピーカの筐体10に取り付けられる右側のチャネルのスピーカ18は、右側のチャネルのエネルギー範囲を生成する。サブウーファ25は、長方形のスピーカの筐体10の底部に取り付けられる。くさび形12に取り付けられる中央のチャネルスピーカ20は、中央のチャネルのエネルギー範囲52を生成する。右側のチャネルスピーカ18により生成される右側のチャネルのエネルギー範囲72は、左側のチャネルのエネルギー範囲42と混ざることなく、くさび形の右側の抑制面22及びくさび形の左側の側面23の干渉により偏向される。くさび形の右側の抑制面23の干渉により、実質的に右側のチャネルスピーカ18の最大伝搬角度がくさび形12の右側にずれる。同様に、くさび形の左側の抑制面22の干渉により、左側のチャネルスピーカ16の最大伝搬角度がくさび形12の左側にずれる。この左側のチャネルスピーカ16及び右側のチャネルスピーカ18の音響エネルギーの偏向は、直接的に筐体の正面に低いエネルギー範囲を生成する。この範囲は、中央のチャネルスピーカ20の主要な伝搬軸と、生成される中央のチャネルのエネルギー範囲52に対応する。
FIG. 2 shows a left
図3は、3つの主要なチャネルスピーカ、すなわち左側チャネル16、右側チャネル18及び中央のチャネル20に電気エネルギーを供給するスピーカの筐体用の回路5のブロック図である。さらに、左側チャネル41、右側チャネル71及び中央チャネル56用の高周波数の出力はそれぞれ、左側のチャネルツイータ15、右側のチャネルツイータ17及び中央のチャネルツイータ19に出力される。右側のチャネルの音声入力60は、右側のチャネルコンダクタ64により、直接的に右側のチャネルのパワー増幅器62の入力に供給される。同様に、左側のチャネルの音声入力30は、左側のチャネルコンダクタ34により、直接的に左側のチャネルのパワー増幅器32の入力に供給される。左側のチャネルの音声入力30及び右側のチャネルの音声入力60は、加算接点80で加算され、これの出力がLeft(左)+Right(右)の半分になる。この信号(1/2{L+R})は、中央のチャネルの加算コンダクタ58により時間遅延ネットワーク82の入力に供給される。時間遅延ネットワーク82の出力は、時間遅延要因Tにより遅延される(1/2{L+R})である。この遅延した信号は、中央のチャネルのタイミング遅延コンダクタ59により、中央のチャネルのパワー増幅器50の積極的な(反転していない)入力に適用される。右側のチャネルの音声入力60は、レジスタR3及びR4で構成される右側のチャネルの減衰器66に適用される。右側のチャネルの減衰器66の出力は1/2Rであり、右側のチャネルコンダクタ68により、「−」(反転した)左側のチャネルのパワー増幅器32の入力に適用される。これにより、左側のチャネルのパワー増幅器32の出力がLからL−(1/2R)に変化する。同様に、左側のチャネルの音声入力30は、レジスタR3及びR4で構成される左側のチャネルの減衰器36に適用される。左側のチャネルの減衰器36の出力は1/2Lであり、左側のチャネルコンダクタ38により、右側のチャネルパワー増幅器62の「−」(反転した)入力に適用される。これにより、右側のチャネルのパワー増幅器62の出力がRからR−(1/2L)に変化する。
FIG. 3 is a block diagram of a circuit 5 for a housing of a speaker that supplies electrical energy to three main channel speakers, a
図4は、長方形のスピーカの筐体10の平面図であり、これは、左側のチャネルスピーカ16を収容する左側の空洞28と、右側のチャネルスピーカ18及び(図3に詳細に示す)ブロック図のような筐体回路5を収容する右側の空洞26と、くさび形の挿入位置14でスピーカの筐体10に取り付けられる中央のチャネルスピーカ20を収容するくさび形12とを具えている。筐体回路5への電気入力および出力が示されており、これは、左側のチャネル入力30、右側のチャネル入力60、左側のチャネル音声出力40、右側のチャネル音声出力70及び中央のチャネル音声出力55を具えている。
4 is a plan view of a
図5は、長方形のスピーカの筐体10の正面図であり、これは、左側のチャネルスピーカ16及び左側のチャネルツイータスピーカ15を収容する左側の空洞28と、右側のチャネルスピーカ18及び右側のチャネルツイータスピーカ17を収容する右側の空洞26と、くさび形のフェース面24を示し、中央のチャネルスピーカ20及び中央のチャネルツイータスピーカ19を収容するくさび形12とを具えている。各ツイータスピーカ15,17及び19は、各スピーカの筐体28,26及び24の面上の2つの直交する支持部材7により、左側のチャネルスピーカ16、右側のチャネルスピーカ18及び中央のチャネルスピーカ20の中心で支持される。サブウーファスピーカ25が横に示されており、長方形のスピーカの筐体10の底面から突出している。
FIG. 5 is a front view of a
図6は、長方形のスピーカの筐体10の斜視図であり、これは、左側のチャネルスピーカ16及び左側のチャネルツイータのスピーカ15を収容する左側の空洞28と、右側のチャネルスピーカ18及び右側のチャネルツイータスピーカ17(図示せず)を収容する右側の空洞26と、くさび形のフェース面24を示しており、中央のチャネルスピーカ20及び中央のチャネルツイータスピーカ19を収容し、くさび形の挿入位置14でスピーカの筐体10に取り付けられるくさび形12とを具えている。くさび形の左側の抑制面22は、左側のチャネルスピーカ16に面している。サブウーファスピーカ25が横に示されており、長方形のスピーカの筐体10の底部から突出している。
FIG. 6 is a perspective view of a
図7は、左側のチャネルのエネルギー範囲42、右側チャネルのエネルギー範囲72、及び聞き手が体験する知覚されるサウンドイメージ空間83を有する2つの筐体のステレオシステムの従来技術を示している。
FIG. 7 shows the prior art of a two-chassis stereo system with a left
図8は、関連する時間遅延ネットワーク82を持たないバイプラナー(Bi-planar)の単一の筐体を示している。この図は、聞き手が体験する知覚されるイメージ空間83を示している。左側のチャネルのスピーカ16と、右側のチャネルスピーカ18と、くさび形12に収容される中央のチャネルスピーカ20とを具える長方形のスピーカの筐体10が示されている。
FIG. 8 shows a single housing of a bi-planar without an associated
図9は、聞き手が体験する知覚されるイメージ空間83を有する従来のポイントソースシステムを示している。この単一のスピーカの筐体及び合成されたエネルギー範囲は、従来の技術により提供される。 FIG. 9 shows a conventional point source system having a perceived image space 83 experienced by a listener. This single speaker enclosure and combined energy range is provided by conventional techniques.
図10は、関連する時間遅延ネットワーク82を有するバイプラナーの単一の筐体を示している。この図は、聞き手が体験する知覚されるイメージ空間83を示している。左側のチャネルスピーカ16と、右側のチャネルスピーカ18と、くさび形12に収容される中央のチャネルスピーカ20とを具える長方形のスピーカの筐体10が示されている。またこの図は、関連する時間遅延ネットワーク82(図示せず)右側、左側及び中央のチャネルスピーカから放射される合成されたエネルギー範囲84を示している。
FIG. 10 shows a single housing of a biplanar with an associated
5 スピーカの筐体内の音声要素を処理及び接続するのに必要な回路の主要な要素を示した筐体回路
7 各チャネルスピーカの中心に取り付けられたツイータスピーカ用のワイヤ又は他の種類の支持部材であるツイータスピーカの支持部材
10 右側のチャネルスピーカと、左側のチャネルスピーカと、筐体回路と、中央のスピーカを具えるくさび形を適応させる手段とを具える長方形のスピーカの筐体
11 内側で左側の空洞を右側の空洞から分離する筐体のパーティション
12 右側及び左側のチャネルの音波を反射し、中央のスピーカを収納するくさび形
14 くさび形をスピーカの筐体の中心に取り付けるためのくさび形取り付け位置
15 左側のチャネルに送られる高域の音波を伝搬する左側のツイータスピーカ
16 左側のスピーカに送られる音波を伝搬する左側のチャネルスピーカ
17 右側のチャネルに送られる高域の音波を伝搬する右側のチャネルツイータスピーカ
18 右側のスピーカに送られる音波を伝搬する右側のチャネルスピーカ
19 中央のチャネルに送られる高域の音波を伝搬する中央のチャネルツイータ
20 中央のスピーカに送られる音波を伝搬する中央のチャネルスピーカ
21 2つのスピーカに配置される筐体の前面である筐体のフェース面
22 高周波数の音波の反射を最小化する物質でコーティングされ、又は作られたウェッジの左側の抑制面
23 高周波数の音波の反射を最小化する物質でコーティングされ、又は作られたウェッジの右側の抑制面
24 中央のチャネルスピーカが配置されるウェッジの前面であるウェッジのフェース面
25 低域の音波を伝搬するサブウーファであるサブウーファスピーカ
26 スピーカの筐体の右側に設けられ、右側のチャネルスピーカを調整する開口である右側の空洞
28 スピーカの筐体の左側に設けられ、左側のチャネルスピーカを調整する開口である左側の空洞
30 左側チャネル用の音声信号が筐体への入力である左側のチャネルの音声入力
32 入力信号を受信し、左側のチャネルの音声出力に増幅する左側のチャネルのパワー増幅器
34 左側のチャネルの音声入力から左側のチャネルのパワー増幅器への直接的な左側の音声チャネルコンダクタである左側のチャネルのコンダクタ
36 レジスタR3及びR4で構成され、信号を半分に低減させるために左側のチャネルの音声信号に利用される構成要素である左側のチャネルの減衰器
38 元の左側のチャネルの入力信号を減衰させて右側のチャネルの出力の増幅器に接続する減衰器と結合されるコネクタである左側のチャネルコンダクタ
40 左側のチャネルの音声信号が左側のチャネルスピーカへ出力される左側のチャネル音声出力
41 左側のチャネル用の音声信号の高周波数部分が左側のチャネルツイータに出力される左側のチャネルの高周波数の音声出力
42 左側のチャネルスピーカからの音響エネルギーがくさび形により伝搬及び偏向される左側のチャネルのエネルギー範囲
50 入力信号を受信し、これを中央のチャネルの音声出力に増幅させる中央のチャネルのパワー増幅器
52 中央のチャネルスピーカからの音響エネルギーが左右のエネルギー範囲内で伝搬される中央のチャネルエネルギー範囲
55 中央のチャネル用の音声信号が中央のチャネルスピーカに出力される中央のチャネルの音声出力
56 中央のチャネルの音声信号の高周波数の部分が中央のチャネルツイータに出力される中央のチャネルの高周波数の音声出力
58 加算接点(summing junction)と時間遅延ネットワークとの間の接続である中央のチャネルの加算コンダクタ
59 時間遅延ネットワークと中央のチャネル用のパワー増幅器との接続である中央のチャネル用のタイミング遅延コンダクタ
60 右側のチャネル用の音声信号が筐体に入力される右側のチャネルの音声入力
62 入力信号を受信し、これを右側のチャネルの音声出力に増幅する右側のチャネルのパワー増幅器
64 右側のチャネルの音声入力から右側のチャネルのパワー増幅器への直接的な右側の音声チャネルのコンダクタである右側のチャネルのコンダクタ
66 レジスタR1及びR2で構成され、信号を半分に低減させるために右側のチャネルの音声信号に利用される構成要素である右側のチャネルの減衰器
68 元の右側のチャネルの入力信号を減衰させて左側のチャネルの出力の増幅器に接続する減衰器と結合されるコネクタである右側のチャネルコンダクタ
70 右側のチャネル用の音声信号が右側のチャネルスピーカに出力される右側のチャネルの音声出力
71 右側のチャネルの音声信号の高周波数部分が右側のチャネルツイータに出力される右側のチャネルの高周波数の音声出力
72 右側のチャネルスピーカからの音響エネルギーがくさび形により伝搬及び偏向される右側のチャネルエネルギー範囲
80 出力が結合された左右の信号の半分になるように左右の音声信号を取得し、これらを合計する加算接点構成要素
82 通常は加算接点からの入力として信号を取得し、入力信号が要素Tにより遅延する時間遅延ネットワーク
83 聞き手が音響エネルギーが到来するのを知覚する範囲/空間であるサウンドイメージ空間
84 右側、左側及び中央のチャネルスピーカからの音響エネルギーが伝搬される結合されたエネルギー範囲
5 A housing circuit showing the main elements of the circuit required to process and connect the audio elements in the speaker housing 7 A wire for the tweeter speaker or other type of support member attached to the center of each channel speaker A tweeter
Claims (5)
それぞれが左側の音声入力信号チャネル(L)及び右側の音声入力信号チャンル(R)と表される第1及び第2のチャネルの音声入力信号を受信する入力手段と、
第1、第2及び第3の音声出力信号を生成する第1、第2及び第3の音声出力チャネルと、
3つのラウドスピーカであって、それぞれの大きさ及び入力/出力仕様が同じであり、それぞれが前記第1、第2及び第3の音声出力信号を受信可能であり、これらから音響エネルギー出力を生成可能な3つのラウドスピーカと、
前記入力手段に接続された電気回路を内蔵する導出手段であって、左側のチャネル出力の前記第1の音声出力信号をL−{1/2R}として導出し、右側のチャネル出力の前記第2の音声出力信号をR−{1/2L}として導出し、Tが前記第3の出力チャネルと前記第1及び第2の出力チャネルのバランスを取るために用いられる時間的な遅延である場合に、中央のチャネル出力の前記第3の音声出力信号を1/2{L+R}−Tとして導出する電気回路を内蔵する導出手段と、
2つの空洞に分割される単一のラウドスピーカの筐体であって、前記ラウドスピーカのうちの2つがそれぞれ、左右対称に、各空洞の前面に、それぞれが隣接するように、同じ平面上で、聞き手と対向するように配置された単一のラウドスピーカの筐体と、
前記単一のラウドスピーカの筐体の2つの空洞の間に位置する前記単一のラウドスピーカの筐体の中心にくさび形の頂点が取り付けられるくさび形のラウドスピーカの筐体であって、当該くさび形のラウドスピーカの筐体の前面が、前記単一のラウドスピーカの筐体の2つの空洞の幅と同じであり、前記くさび形のラウドスピーカの筐体の前面から前記くさびの頂点までの奥行きが、前記単一のラウドスピーカの筐体の空洞の奥行きと同じであり、前記くさび形のラウドスピーカの筐体の傾斜した側面が、音響エネルギーを抑制する手段を具えており、第3のラウドスピーカが、前記単一のラウドスピーカの筐体の2つのスピーカと平行した平面上にある前記くさび形のラウドスピーカの筐体に、前記くさび形のラウドスピーカの筐体の前面に、聞き手と対向するように配置されたくさび形のラウドスピーカの筐体と、を具えることを特徴とする音声出力の音響エネルギーシステム。 An acoustic energy system with audio output,
Input means for receiving first and second channel audio input signals, each represented as a left audio input signal channel (L) and a right audio input signal channel (R);
First, second and third audio output channels for generating first, second and third audio output signals;
Three loudspeakers, each having the same size and input / output specifications, each capable of receiving the first, second and third audio output signals and generating acoustic energy output therefrom Three possible loudspeakers,
Deriving means including an electric circuit connected to the input means, wherein the first audio output signal of the left channel output is derived as L- {1 / 2R}, and the second of the right channel output is derived. Is derived as R- {1 / 2L}, and T is the time delay used to balance the third output channel with the first and second output channels. Derivation means incorporating an electrical circuit for deriving the third audio output signal of the center channel output as 1/2 {L + R} -T
A single loudspeaker housing divided into two cavities, wherein two of the loudspeakers are respectively symmetrically on the same plane so that they are adjacent to the front of each cavity. A single loudspeaker housing arranged to face the listener;
A wedge-shaped loudspeaker housing in which a wedge-shaped apex is attached to the center of the single loudspeaker housing located between two cavities of the single loudspeaker housing, The front surface of the wedge-shaped loudspeaker housing has the same width as the two cavities of the single loudspeaker housing, and extends from the front surface of the wedge-shaped loudspeaker housing to the apex of the wedge. The depth is the same as the depth of the cavity of the single loudspeaker housing, and the inclined side surface of the wedge-shaped loudspeaker housing comprises means for suppressing acoustic energy; A loudspeaker is mounted on the wedge-shaped loudspeaker housing on a plane parallel to the two speakers of the single loudspeaker housing, the front of the wedge-shaped loudspeaker housing. Acoustic energy system of the audio output, characterized in that it comprises a a housing of the deployed wedge loudspeakers so as to face the listener.
前記単一のラウドスピーカの筐体と前記くさび形のラウドスピーカの筐体が、
音声出力信号チャネルから高域、中域及び/又は低域の複合的なフィードを導出する手段と、
左側、右側及び中央のチャネルそれぞれで音声出力周波数帯域を出力する特別なラウドスピーカと、を具えていることを特徴とする音声出力の音響エネルギーシステム。 The sound output acoustic energy system according to claim 1,
The housing of the single loudspeaker and the housing of the wedge-shaped loudspeaker are:
Means for deriving a composite feed of high, mid and / or low frequencies from the audio output signal channel;
A sound output acoustic energy system comprising: a special loudspeaker that outputs a sound output frequency band in each of the left, right, and center channels.
前記単一のラウドスピーカの筐体及び前記くさび形のラウドスピーカの筐体双方が、単一の筐体に組み込まれていることを特徴とする音声出力の音響エネルギーシステム。 The sound output acoustic energy system according to claim 1,
An acoustic energy system for outputting sound, wherein both the casing of the single loudspeaker and the casing of the wedge-shaped loudspeaker are incorporated in a single casing.
前記単一のラウドスピーカの筐体が2つの分離した筐体に分割されており、前記くさび形のラウドスピーカーの筐体が前記2つの分離した筐体の間に等距離で配置されており、前記2つの分離した筐体及び前記くさび形の筐体に取り付けられたラウドスピーカが、互いに平行な平面上に配置されていることを特徴とする音声出力の音響エネルギーシステム。 The sound output acoustic energy system according to claim 1,
The single loudspeaker housing is divided into two separate housings, and the wedge-shaped loudspeaker housings are arranged equidistant between the two separate housings; An acoustic energy system for outputting sound, wherein the two separate casings and the loudspeakers attached to the wedge-shaped casing are arranged on planes parallel to each other.
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