CN109906481A - 音响装置及振动传递方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种音响装置，其即使不花费成本及设定的工作量，也能够形成如在比实际大的空间中发出声音这样的感觉。由传声器(2)拾音的声音被变换为电信号，在信号处理部(5)中提取反射音成分。提取出的反射音成分由放大器(6)放大，该放大的反射音成分使在各音响构造体(9)的背面侧的板面中安装的各换能器振动，从各音响构造体(9)的正面侧的板面(9b)及背面侧的板面等所有的面作为回响音而放音。由此，演奏者(15)能够感觉为空间扩展为大自然。

Description

音响装置及振动传递方法
技术领域
本发明涉及音响装置及振动传递方法。
背景技术
以往，作为这种音响装置，已知在房间中具有多个传声器、将由各传声器拾音到的声音依次进行切换而输出的EMR(Electronic Microphone Rotator)、对从EMR输出的拾音信号附加反射音的FIR(Finite Impulse Response)滤波器、均衡器、放大器和多个扬声器的音响装置。FIR滤波器、均衡器及放大器设置于各扬声器。由FIR滤波器附加了反射音的信号，经由均衡器及放大器而从扬声器输出。该信号由各传声器再次拾音。反复上述动作。由此，实现回响时间的延长和初始反射音的等级增强。由此，收听声音的人(听众)感觉仿佛在比实际大的空间中发出声音。
专利文献1：日本特开2008―268251号公报
发明内容
上述现有的音响装置除了需要配置多个传声器及多个扬声器以外，还需要在各扬声器设置FIR滤波器、均衡器及放大器。因此，在现有的音响装置中，存在需要非常花费成本这样的问题。
并且，在现有的音响装置中，需要在计算出扬声器的辐射特性的基础上配置各扬声器。因此，还存在在装置整体的设定时需要专门知识，变得繁琐这样的问题。
本发明就是为了解决上述各问题而提出的，其目的在于，提供一种无需花费成本及设定的工作量，就能够使听众感觉仿佛在比实际大的空间中发出声音的音响装置及振动传递方法。
本发明的音响装置，其具有：信号取得部，其取得从声源产生的声音信号及振动信号中的至少一种信号；信号处理部，其对所述信号取得部取得的信号实施规定的信号处理；板状的音响构造体，在其内部具有沿一个方向延伸的至少1个空腔；以及振动产生部，其安装于所述音响构造体，所述振动产生部构成为，产生与所述信号取得部取得的信号相对应的振动，将该产生的振动传递至所述音响构造体，所述音响构造体构成为，通过所述振动产生部的振动的传递，向外部放音。
本发明的振动传递方法，
取得从声源产生的声音信号及振动信号中的至少一种信号，
对取得的信号实施规定的信号处理，
产生与实施了该信号处理后的信号相对应的振动，
将该产生的振动传递至在自身内部具有沿一个方向延伸的至少1个空腔的板状的音响构造体。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的音响装置的结构的说明图。
图2是从正面侧观察图1所示的音响装置所具有的音响构造体的斜视图。
图3是从背面侧观察图2所示的音响构造体的斜视图。
图4是表示图1所示的音响构造体的内部构造的平面图。
图5是图4的A－A矢向剖视图。
图6是示意地表示在图1所示的音响构造体中安装的换能器的构造的说明图。
图7是用框图表示图1所示的音响装置的主要的电气结构的说明图。
具体实施方式
本发明的一个方式所涉及的音响装置，其具有：信号取得部，其取得从声源产生的声音信号及振动信号中的至少一种信号；信号处理部，其对所述信号取得部取得的信号实施规定的信号处理；板状的音响构造体，在其内部具有沿一个方向延伸的至少1个空腔；以及振动产生部，其安装于所述音响构造体，所述振动产生部构成为，产生与所述信号取得部取得的信号相对应的振动，将该产生的振动传递至所述音响构造体，所述音响构造体构成为，通过所述振动产生部的振动的传递，向外部放音。
本发明的其它方式所涉及的振动传递方法包含：取得从声源产生的声音信号及振动信号中的至少一种信号，对取得的信号实施规定的信号处理，产生与实施了该信号处理后的信号相对应的振动，将该产生的振动传递至在自身内部具有沿一个方向延伸的至少1个空腔的板状的音响构造体。
作为所述声音信号，例示出表示乐器、扬声器及人等放音出的声音的信号、表示日常生活或自然界中发出的声音的信号、电子乐器从输出端子输出的音乐信号、音频装置、便携音乐播放器等音乐播放装置从输出端子输出的音乐信号。作为所述振动信号，例示出弦乐器的弦的振动、鼓的振动等表示乐器的振动的信号。信号取得部例示出对声音信号进行拾音的传声器、对振动信号进行检测的压电元件等拾音器、对上述输出端子、传声器或拾音器输出的信号进行接收的母侧接口(连接器)等。
在该音响装置中，通过向音响构造体传递振动产生部的振动，从而音响构造体振动，与其信号相对应的声音从音响构造体的所有的面放音。因此，从该音响装置放音出的声音与从接近扬声器等的点的构造放音出的声音相比较，难以特定放音方向。因此，听到音响构造体放音出的声音的人，能够感觉为自身所在的空间扩展为大自然。
在该音响装置中，仅通过将信号取得部、信号处理部、音响构造体及振动产生部各自分别配置1个，就能够形成如在比实际大的空间中发出声音这样的感觉。因此，与为了得到与其相同的效果而使用了多个扬声器等的情况相比较成本减少。而且，还无需对扬声器的辐射特性进行计算，因此不需要专门知识，不需要设定的工作量。即，根据该音响装置，即使不花费成本及设定的工作量，也能够形成如在比实际大的空间中发出声音这样的感觉。
所述音响构造体可以具有将所述空腔与外部连通的至少1个开口部。
所述振动产生部可以构成为，将振动传递至所述音响构造体的外表面的与所述音响构造体的振动模式的振动的波节相对应的位置。
根据该结构，能够减小音响构造体放音出的声音的频率特性的凹凸，因此能够实现自然的回响效果。
所述振动产生部可以构成为，将振动传递至所述音响构造体的外表面的与所述音响构造体的振动模式的振动的波腹相对应的位置。
根据该结构，能够提高由振动产生部实现的针对音响构造体的板面的振动的传递效率，因此能够增大音响构造体放音出的声音的音量。
所述音响构造体可以具有多个空腔。
根据该结构，与空腔为1个的音响构造体相比较，能够减少音响构造体放音出的回响音的频率特性的凹凸。
所述规定的信号处理可以是从所述取得的信号对与反射音成分相对应的信号的至少一部分进行提取的处理或生成与反射音成分相对应的信号的处理。
根据该结构，音响构造体放音出与反射音成分相对应的声音而形成回响效果，因此听众能够感觉为自身存在空间扩展为大大自然。
所述规定的信号处理可以是对所述取得的信号中的与反射音成分相对应的信号和与直接音成分相对应的信号的比例进行调节的处理。另外，所述规定的信号处理可以是对所述取得的信号中的反射音成分产生的回响音的回响时间进行调节的处理。根据这些处理，例如，也能够仅进行反射音成分的提取或反射音成分的生成。而且，能够对回响音的效果的大小及回响时间的长短进行调节，能够迎合演奏者、听众的喜好。
[音响装置1的结构]
关于本发明的实施方式所涉及的音响装置1的结构，基于表示该结构的图1进行说明。
如图1所示，音响装置1具有：传声器2，其对从声源发出的声音(声音信号)进行拾音而变换为(取得)电信号；信号处理部5，其从由传声器2变换后的电信号进行反射音成分的至少一部分的提取或反射音成分的生成；放大器6，其对由信号处理部5提取出的反射音成分进行放大；2片音响构造体9、9，它们各自在自身内部具有至少1个空腔；以及在各音响构造体9中安装的共计2个换能器(在图3中由标号10表示)。传声器2安装于传声器支架3，传声器2通过传声器线缆4而与信号处理部5电连接。信号处理部5通过连接线8而与放大器6电连接，放大器6通过输出线缆7、7而与各换能器10电连接。所述传声器2是前述的信号取得部的一种，所述换能器10是前述的振动产生部的一种。
[音响构造体9的构造]
在这里，基于图2至图5对音响构造体9的构造进行说明。
图2是从正面侧观察图1所示的音响装置1所具有的音响构造体9的斜视图，图3是从背面侧观察图2所示的音响构造体9的斜视图。图4是表示图1所示的音响构造体9的内部构造的平面图，图5是图4的A－A矢向剖视图。
如图2及图3所示，音响构造体9具有：音响构造体主体9a，其形成为纵长的平板状；以及1组支架9d、9d，其对音响构造体主体9a的下端的两端进行支撑。音响构造体主体9a的正反面、两侧面及上下面、即外表面由木制的板材构成。如图2所示，在正面侧的板面9b形成有多组由纵长的长度不同的多个狭缝构成的狭缝组9c。如图3所示，在音响构造体主体9a的背面侧的板面9e中的对角线的中央安装有换能器10。
如图4所示，在音响构造体主体9a的内部，设置有10个中空部件9f1～9f10。各中空部件9f1～9f10为中空、即在其内部具有空腔(在图5中由标号9h表示)，形成为纵长的长方体形状。相邻的中空部件的长度方向的侧面彼此密接固定。在各中空部件9f1～9f10的表面，形成有将所述空腔9h与外部连通的1个或者2个开口部9g。例如，如图5所示，在中空部件9f1的表面的上端附近及下端附近，各自形成有开口部9g。各开口部9g的开口面由用于防止灰尘的侵入的网状物(省略图示)分别覆盖。另外，各狭缝组9c的位置与各开口部9g的位置对应。
音响构造体9是产生模式振动的构造。音响构造体9的高度的2倍相当于1个波长。支架9d、9d起到将振动释放的振动接地的作用。在音响构造体9中，在产生了模式振动时，出现振幅成为最大的部分、被称为所谓的振动的波腹的部分、振幅成为最小的部分、被称为所谓的振动的波节的部分。这些振动的波腹及波节的各位置，根据构成音响构造体主体9a的各中空部件9f1～9f10的长度、数量、形状、材质进而开口部9g的形状、位置及数量等而变化。
在本实施方式中，音响构造体主体9a在内部具有10个中空部件、即多个空腔9h，因此与仅具有1个空腔的音响构造体相比较，能够减少由音响构造体9放音出的回响音的频率特性的凹凸。并且，音响构造体主体9a的背面侧的板面9e中的对角线的中央，相当于振动的波腹，在该位置安装有换能器10。因此，将换能器10的振动向与振动的波腹相对应的部位传递，因此能够提高换能器10的针对音响构造体9的振动的传递效率，因此能够增大音响构造体9放音出的回响音的音量。
即，音响构造体9与空腔为1个的音响构造体相比较，能够减少放音出的回响音的频率特性的凹凸。该音响构造体9与将换能器10的振动向与波节相对应的部位传递的音响构造体相比较，能够增大放音出的回响音的音量。
在本实施方式中，音响构造体主体9a形成为高度120cm、宽度60cm、厚度28mm的纵长的长方体形状，但能够根据用途而形成为期望的大小。另外，音响构造体主体9a通过以木质纤维为原料的成型板、所谓的MDF(medium density fiberboard)形成为中空的平板状，在其内部收容有各中空部件9f1～9f10。各中空部件9f1～9f10各自由丙烯酸树脂等刚性模量比较高的材料形成。由此，音响构造体9针对从换能器10传递的振动的响应性变得良好。因此，放音出的回响音的高频的伸展性变得良好，能够演出空间的自然的扩展。
[换能器10的构造]
在这里，基于图6对换能器10的构造进行说明。
图6是示意地表示在图1所示的音响构造体9中安装的换能器的构造的说明图。
换能器10具有：壳体11，其安装于音响构造体9的背面侧的板面9e；永磁铁12，其设置于该壳体11的内部；筒状的音圈13，其由该永磁铁12包围；以及可动部件14，其安装于该音圈13的前端。音圈13通过图1所示的输出线缆(7)而与放大器(6)电连接。而且，如果由放大器(6)放大的反射音成分输入至音圈13，则音圈13向前后振动。由此，安装于音圈13的前端的可动部件14使音响构造体9的背面侧的板面9e振动。由此，从音响构造体9的正面侧的板面9b的整个面及背面侧的板面9e的整个面等，所有的面放音出与反射音成分相对应的声音。
[音响装置1的动作]
接下来，基于图1及图7对音响装置1的动作进行说明。
图7是用框图表示图1所示的音响装置的主要的电气结构的说明图。
如图1所示，关于本实施方式，以演奏者15演奏长笛16的情况为例而进行说明。在演奏者15的前方配置有传声器2，在传声器2的后方并排地配置有2个音响构造体9、9。各音响构造体9的正面侧的板面9b朝向演奏者15的方向。如果演奏者15演奏长笛16，则从该长笛16(声源)发出的声音(声音信号)由传声器2拾音。在由传声器2拾音的声音中，包含从长笛16直接到达至传声器2的直接音和在演奏者15所在的房间的壁等反射出的反射音。传声器2将拾音到的声音变换为电信号，将该变换后的电信号向信号处理部5输出。信号处理部5对输入的电信号进行解析，提取反射音成分(湿音)。信号处理部5还进行反射音成分(湿音)的生成。此外，在图7中，关于信号处理部5，引用作为信号处理部5的主要的动作(反射音成分的提取及生成)而记载为反射音成分提取部生成部。
信号处理部5具有用于对提取的反射音成分(湿音)及直接音成分(干音)的比例进行调节的调节功能。例如，通过使用该调节功能，从而还能够仅提取反射音成分。另外，信号处理部5具有用于对由提取出的反射音成分(湿音)产生的回响音的回响时间进行调节的调节功能。另外，信号处理部5具有生成反射音成分(湿音)的功能。其是将由传声器2取得的全部信号通过进行滤波处理而定义为反射音成分(湿音)的功能。在该滤波处理中，能够使用例如混响、延时等滤波器。并且，信号处理部5具有用于对声级的比例进行调节的调节功能。根据该调节功能，例如，首先，对由传声器2取得的信号的声级(dB)进行测定，将该声级设为100％。接下来，能够将干音成分和湿音成分以成为规定的比例(例如干音70％，湿音30％)的方式混合而发送至放大器6。通过使用各调节功能，从而能够对回响音的效果的大小及回响时间的长短进行调节。由此，能够迎合演奏者15、听众的喜好。
另外，在将传声器2安装于音响构造体9的上端等情况下，根据传声器2的设置位置，有可能产生啸声。在这样的情况下，通过增大反射音成分(湿音)的比例，减少直接音成分(干音)，从而能够避免啸声。
信号处理部5将提取出的反射音成分(湿音)向放大器6输出。放大器6对输入的反射音成分(湿音)进行放大而向各换能器10输出。接下来，各换能器10产生与输入的反射音成分(湿音)相对应的振动，将该振动传递至各音响构造体9的背面侧的板面9e(图6)。然后，各音响构造体9通过从换能器10传递的振动而进行振动。各音响构造体9将与反射音成分(湿音)相对应的声音从正面侧的板面9b(图1)的整面及背面侧的板面9e的整面等所有的面各自进行放音。即，各音响构造体9放音出自然的回响音。
由此，演奏者15在直接听到自身演奏出的从长笛16发出的声音的同时，听到从各音响构造体9放音出的回响音。由此，演奏者15感觉仿佛在比自身所在的房间宽阔的空间中正在进行演奏。例如，演奏者15即使在从7至10平米左右的小的房间进行演奏，也能够以仿佛如在音乐会大厅正在演奏那样的良好感觉进行演奏。
根据该音响装置1，能够实施如下的振动传递方法。即，是取得从声源发出的声音信号及振动信号的至少一种信号，对取得的信号实施规定的信号处理，使与实施了该信号处理后的信号相对应的振动产生，将该产生的振动向在自身内部具有沿一个方向延伸的至少1个空腔的板状的音响构造体传递的振动传递方法。
[第1实施方式的效果]
(1)根据上述的第1实施方式的音响装置1，音响构造体9能够将与反射音成分相对应的声音，从正面侧的板面9b的整个面及背面侧的板面9e的整个面等所有的面放音而形成回响效果。因此，与从接近扬声器等的点的构造放音的装置相比较，难以特定放音方向。
因此，听到音响构造体9放音出的声音的人，能够感觉自身所在的空间扩展为大自然。
(2)另外，换能器10安装为将振动传递至音响构造体9的背面侧的板面9e中的与音响构造体9的振动模式的振动的波腹相对应的位置。在构成音响构造体9的音响构造体主体9a的内部，具有多个中空部件9f1～9f10。
因此，能够提高换能器10的对音响构造体9的振动的传递效率。因此，能够增大由音响构造体9放音出的声音的音量。与仅具有1个空腔的音响构造体相比较，该音响构造体9能够减小放音的声音的频率特性的凹凸。
(3)如上所述，根据该音响装置1，仅通过将传声器2、信号处理部5及放大器6各自分别配置1个，将音响构造体9及换能器10各自分别配置2个，就能够产生在比实际大的空间中发出声音这样的感觉。因此，实现成本的减少。
而且，也无需如现有技术那样对扬声器的辐射特性进行计算，因此不需要专门知识，不需要设定的工作量。
即，根据上述的实施方式的音响装置1，即使不花费成本及设定的工作量，也能够产生在比实际大的空间中发出声音这样的感觉。
〈其它实施方式〉
(1)也能够将换能器10安装为将振动传递至音响构造体9的背面侧的板面9e中的与音响构造体9的振动模式的振动的波节相对应的位置。根据该结构，能够进一步减小音响构造体9放音出的声音的频率特性的凹凸。
(2)如果在学校的声乐部进行练习的教室中配置该音响装置1，则能够以在大的演奏厅正在演奏这样的感觉进行练习。
即，在比赛前，能够如在比赛时使用的大的演奏厅进行演奏这样的气氛中反复练习。因此，在正式比赛时，能够使得不出现对回响音的不适感等不良影响。
(3)如果将该音响装置1配置于会议室，则能够使得发言者发出的声音传达至全员。
(4)也能够构成为将影像投影至音响构造体9的正面侧的板面9b，从其板面9b放音出回响音。根据该结构，能够产生在大的空间中一边观看影像、一边聆听声音的气氛。例如，在实施投影映射时能够将影像投影至音响构造体9的正面侧的板面9b。
(5)音响构造体9也能够取代MDF等木材而由合成树脂或者金属形成。另外，音响构造体9也能够悬挂在顶棚、壁等而使用。并且，音响构造体9也可以仅使用1片，也可以使用大于或等于3片。并且，在使用多片音响构造体9的情况下，能够设为期望的配置方式。
(6)也能够与音响构造体主体9的内部构造相应地，在背面侧的板面9e安装多个换能器10。
(7)在前述的实施方式中，将发出声音(声音信号)的乐器设为了声源，但也可以将产生弦的振动(振动信号)的电吉他、原声吉他等弦乐器、产生膜的振动(振动信号)的鼓等打击乐器设为声源。通过压电元件等的拾音而取得该振动信号，将该取得的振动信号向信号处理部5输出，信号处理部5也能够进行作为均衡器、压缩器等所有效果器的处理。均衡器是仅对某特定的频率成分进行放大或减小的效果器。压缩器是对信号的振幅进行压缩的效果器。另外，也能够将对效果的比例进行调节的功能设置于信号处理部5。
另外，作为由声源产生的声音信号，可以是电子乐器从输出端子输出的音乐信号、音频装置、便携音乐播放器等音乐播放装置从输出端子输出的音乐信号。并且，作为由声源产生的声音信号，也可以是表示日常生活、自然界中发出的声音的声音信号。
(8)并且，也能够将声音信号的发生源及振动信号的发生源两者设为声源。例如，在一边演奏乐器一边歌唱的情况下，能够由传声器取得表示演奏者的声音的声音信号，并且通过拾音而取得表示从乐器产生的振动的振动信号。而且，也能够构成为将这些取得的声音信号及振动信号向信号处理部5输出，信号处理部5进行作为所有效果器的处理。
(9)也能够将信号处理部5设置于传声器2或者放大器6。另外，也能够将放大器6设置于一个换能器10。并且，也能够将传声器2设置于音响构造体9，在换能器10设置信号处理部5及放大器6，由此将音响装置1汇总为1个。
标号的说明
1 音响装置
2 传声器
5 信号处理部
6 放大器
9 音响构造体
9a 音响构造体主体
9b 正面侧的板面
9c 狭缝组
9e 背面侧的板面
9f1～9f10 中空部件
9g 开口部
9h 空腔
10 换能器
11 壳体
12 永磁铁
13 音圈
14 可动部件

Claims (9)

1.一种音响装置，其具有：
信号取得部，其取得从声源产生的声音信号及振动信号中的至少一种信号；
信号处理部，其对所述信号取得部取得的信号实施规定的信号处理；
板状的音响构造体，在其内部具有沿一个方向延伸的至少1个空腔；以及
振动产生部，其安装于所述音响构造体，
所述振动产生部构成为，产生与所述信号取得部取得的信号相对应的振动，将该产生的振动传递至所述音响构造体。
2.根据权利要求1所述的音响装置，其中，
所述音响构造体具有将所述空腔与外部连通的至少1个开口部。
3.根据权利要求1或2所述的音响装置，其中，
所述振动产生部构成为，将振动传递至所述音响构造体的外表面的与所述音响构造体的振动模式的振动的波节相对应的位置。
4.根据权利要求1或2所述的音响装置，其中，
所述振动产生部构成为，将振动传递至所述音响构造体的外表面的与所述音响构造体的振动模式的振动的波腹相对应的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的音响装置，其中，
所述音响构造体具有多个所述空腔。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的音响装置，其中，
所述规定的信号处理是从所述取得的信号对与反射音成分相对应的信号的至少一部分进行提取的处理或生成与反射音成分相对应的信号的处理。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的音响装置，其中，
所述规定的信号处理是对所述取得的信号中的与反射音成分相对应的信号和与直接音成分相对应的信号的比例进行调节的处理。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的音响装置，其中，
所述规定的信号处理是对所述取得的信号中的反射音成分产生的回响音的回响时间进行调节的处理。
9.一种振动传递方法，
取得从声源产生的声音信号及振动信号中的至少一种信号，
对取得的信号实施规定的信号处理，
产生与实施了该信号处理后的信号相对应的振动，
将该产生的振动传递至在自身内部具有沿一个方向延伸的至少1个空腔的板状的音响构造体。
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