JP2017092924A - Bass Boost Dual Real Surround 3D Radio - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型コンパクトながら重低音を響かせるリアルサラウンドを可能とする低音ブーストデュアルリアルサラウンド3Dラジオに関するものである。 The present invention relates to a bass boost dual real surround 3D radio that enables a real surround sounding a heavy bass even though it is thin and compact.
波の重ね合わせで同じ振動数の波が重なることで共鳴すると振幅が2倍、エネルギーが4倍になる性質が或る。さらに容積の大きい箱の空間内で発生した音波は容積の小さい箱の空間内に入ると管共鳴という増幅作用が働き低音を増強させる。パルプオルガンやバスレフ型音響ポートに利用させている。 When the waves of the same frequency overlap in the superposition of the waves, the resonance has the property that the amplitude is doubled and the energy is quadrupled. Furthermore, when the sound wave generated in the space of the box with a large volume enters the space of the box with a small volume, an amplifying action called tube resonance works to enhance the bass. It is used for pulp organ and bass reflex acoustic ports.
従来、音響技術において低音を伸ばすには管共鳴の原理が用いられた。気柱の長さと音速と共鳴する振動数の関係は次の式で示されている。 Traditionally, the principle of tube resonance has been used to extend bass in acoustic technology. The relationship between the length of the air column and the frequency of resonance with the speed of sound is expressed by the following equation.
数式1と数式2において管の長さをL、音速をV、固有振動数をfmとすると閉管の方が共鳴振動数は低いことが判る。 In
音圧に関してボイルシャルルの法則から容積の大きい方と小さい方では圧力は容積の小さい方が高いことが判る。ちなみにボイルシャルルの法則は数式3の通り圧力P1と容積Aの体積をV1、容積BをV2、その圧力をP2とする。 Regarding the sound pressure, it can be seen from Boyle Charles' law that the smaller the volume, the higher the pressure. By the way, the Boyle Charles' law is that the pressure P1, the volume A is V1, the volume B is V2, and the pressure is P2, as shown in
音響ユニットであるスピーカは磁束の増大は加える電流の大きさとムービングコイルの断面積に正比例し、自己インダクタンスは大きくなる。低音は、ムービングコイルの断面積の大きさで音圧が伸びることが知られている。 In a loudspeaker as an acoustic unit, the increase in magnetic flux is directly proportional to the magnitude of the applied current and the sectional area of the moving coil, and the self-inductance increases. It is known that the sound pressure of the bass increases with the size of the sectional area of the moving coil.
音響方式はバーチャルサラウンド方式とリアルサラウンド方式が或る。音量レベル差や時間差や位相差などで音を拡がるように聴こえるバーチャルサラウンド方式は左右背後の移動感はなく前方向の立体感はある。それに対してリアルサラウンド方式は、背後左右の音場感はある。現時点で壁に反射させる方法はある。 There are two types of sound systems: a virtual surround system and a real surround system. The virtual surround system that can be heard to expand the sound by volume level difference, time difference, phase difference, etc. has a sense of forward three-dimensionality without moving left and right behind. In contrast, the real surround system has a sense of sound field on the left and right. There is a way to reflect on the wall at the moment.
音反射率は、スピーカの音を媒質1に放射すると媒質2で返ってくる音の方向が変わる。音反射板の支点を中心に音反射板が回転する角度で音が反射する角度は変わる。 The sound reflectivity changes the direction of sound returned by the
従来、20ヘルツ程度の重低音は、コンパクトな小形スピーカで聴く事は、物理的に困難である。自然な透明な音再現もできない。3スピーカで再生する場合、分離がうまく行かず臨場感や音の移動感がはっきりしないためリアル感に欠ける。
本発明は、以上の問題を解決しようとするためのものである。Conventionally, it is physically difficult to listen to a heavy bass of about 20 Hz with a compact small speaker. Natural transparent sound reproduction is not possible. When playback is performed with three speakers, the realism is lacking because separation is not successful and the sense of presence and sound movement are not clear.
The present invention is intended to solve the above problems.
指向性マイクを利用した中央マイクと左右マイクを音源に対して3点間に配置した3マイク音源収録部は左右マイク音声に中央マイク音声を混合させるとともに中央マイク(C音源検出信号)を多重データ信号送出手段とステレオ放送手段で放送しFMステレオチューナで受信、FM多重信号検出でC音源検出信号を検出すると、FMステレオチューナに接続してあるパスレーはオン(検出しないときはオフ)、第2のMPX回路に通す。一方、FMステレオチューナから第1のMPX回路に接続、ステレオスピーカアンプで増幅して左スピーカ及び右スピーカでステレオ音響をだす。 A three-microphone sound source recording unit in which a central microphone using a directional microphone and left and right microphones are arranged between three points with respect to a sound source mixes the central microphone sound with the left and right microphone sounds and multiplexes the central microphone (C sound source detection signal). Broadcast by signal sending means and stereo broadcast means, received by FM stereo tuner, and when C sound source detection signal is detected by FM multiplex signal detection, the pathlay connected to FM stereo tuner is on (if not detected, off), second Through the MPX circuit. On the other hand, the FM stereo tuner is connected to the first MPX circuit, amplified by a stereo speaker amplifier, and stereo sound is output from the left speaker and the right speaker.
第1のMPX回路の左チャンネル成分と第2のMPX回路の左チャンネルの出力に逆位相変換回路を接続した信号を同時に第3プロセッサに入力、加算演算するとC音源が出てくる。
この出力をD出力とする。D出力をセンタースピーカアンプで増幅、低音ブーストデュアルスピーカユニットに接続する。When a signal obtained by connecting an antiphase conversion circuit to the left channel component of the first MPX circuit and the output of the left channel of the second MPX circuit is simultaneously input to the third processor and added, a C sound source is produced.
This output is defined as D output. Amplify D output with center speaker amplifier and connect to bass boost dual speaker unit.
第1のMPX回路の右チャンネル成分と第2のMPX回路の右チャンネルを第4プロセッサに入力するとこの出力をM出力とする。D出力と第1のMPX回路の左チャンネル出力を第5プロセッサで演算した出力を左スピーカに支点を中心に回転し傾く音反射板に取付けた圧電素子に加える。同じように右スピーカに圧電素子に第1のプロセッサの右チャネル出力とM出力を第6プロセッサで傾きを算出する演算で前述の圧電素子に加える。
以上のような構成の低音ブーストデュアルリアルサラウンド3Dラジオ。When the right channel component of the first MPX circuit and the right channel of the second MPX circuit are input to the fourth processor, this output is set to M output. The output obtained by calculating the D output and the left channel output of the first MPX circuit by the fifth processor is applied to the piezoelectric element attached to the sound reflector that rotates about the fulcrum and tilts to the left speaker. Similarly, the right channel output and the M output of the first processor are added to the piezoelectric element in the right speaker by the calculation for calculating the inclination by the sixth processor.
The bass boost dual real surround 3D radio of the above composition.
共鳴増強ダクトに管共鳴の振動数に関係ある管の長さを延長する、音響エアコイル部のスクリュー音響ダクトの効果でより低音域に対応し、2個のウーフアースピーカを共鳴増強ダクトに共鳴管の上下に対向配置することで音響エネルギーを大きくする。
低音域検出回路と高音域検出回路で電磁弁の開閉により閉管状態と開管状態を切り換え、共鳴振動数を変化させた共鳴増強ホーンを設ける事で重低音再生を実現する。
プロセッサの演算で左右スピーカに向き合う音反射板の傾き度を演算し、音反射板の設けた圧電素子に加えることで臨場感のある重低音再生を可能とする。The resonance-enhanced duct extends the length of the tube related to the frequency of tube resonance, and the effect of the screw acoustic duct of the acoustic air coil unit supports the lower sound range, and two woofer speakers are connected to the resonance-enhanced duct as the resonance tube. The acoustic energy is increased by disposing them opposite to each other.
The bass sound detection circuit and the treble sound detection circuit are switched between a closed tube state and an open tube state by opening and closing the electromagnetic valve, and a resonance enhancing horn with a changed resonance frequency is provided to realize heavy bass reproduction.
By calculating the degree of inclination of the sound reflector facing the left and right speakers by the calculation of the processor and adding it to the piezoelectric element provided with the sound reflector, it is possible to reproduce a deep bass sound with a sense of presence.
以下、本発明の実施例の形態を説明する。
オーディオ信号が入力端子(1)に入るとスピーカネットワーク(2)に接続してある音域ネットワーク制御チップ(3)に信号が入る。
スピーカネットワーク(2)から第1ウーフアースピーカ(4)と第2ウーフアースピーカ(5)とツィータ(8)に接続されている。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
When the audio signal enters the input terminal (1), the signal enters the sound range network control chip (3) connected to the speaker network (2).
The speaker network (2) is connected to the first woofer speaker (4), the second woofer speaker (5), and the tweeter (8).
ツィータ(8)は、スピーカネット(9)に接合され共鳴増強ダクト(7)の内側の管部分に第1ウーフアースピーカ(4)と第2ウーフアースピーカ(5)の口径部分が接合されている。さらに共鳴増強ダクト(7)の後方に電磁弁(11)が設けてある。 The tweeter (8) is joined to the speaker net (9), and the caliber portions of the first woofer speaker (4) and the second woofer speaker (5) are joined to the tube portion inside the resonance enhancing duct (7). Yes. Further, an electromagnetic valve (11) is provided behind the resonance enhancing duct (7).
音域ネットワーク制御チップ(3)は高音域検出回路(13)と第1エンコード回路(14)が接続、低音域検出回路(15)は、第2エンコード回路(16)に接続されスピーカネットワーク(2)から低音域の範囲で比較的高音域の部分は高音域検出回路(13)で重低音域の音は低音域検出回路(15)で検出される。 The sound range network control chip (3) is connected to the high sound range detection circuit (13) and the first encoding circuit (14), and the low sound range detection circuit (15) is connected to the second encoding circuit (16) to connect the speaker network (2). From the low to high range, a relatively high range is detected by a high range detection circuit (13), and a deep low range is detected by a low range detection circuit (15).
第1エンコード回路(14)と第2エンコード回路(16)は異なるデジタル数値が設定されている。第1プロセッサ(17)に伴に入力する。第1プロセッサ(17)は第1のDAC(18)で「1」か「0」の信号に変換電磁弁(11)を開閉する。 Different digital numerical values are set for the first encoding circuit (14) and the second encoding circuit (16). Input with the first processor (17). The first processor (17) opens and closes the conversion electromagnetic valve (11) with a signal of “1” or “0” by the first DAC (18).
電磁弁(11)が開くと共鳴増強ダクト(7)は開管状態になり共鳴振動数は高くなる。つまり高音域検出回路(13)が高音域の音を検出すると第1プロセッサ(17)は電磁弁(11)を開くように「1」を出力するように命令する。 When the solenoid valve (11) is opened, the resonance enhancing duct (7) is in an open tube state and the resonance frequency is increased. That is, when the high sound range detection circuit (13) detects a high sound, the first processor (17) commands to output “1” to open the solenoid valve (11).
第1ウーフアースピーカ(4)と第2ウーフアースピーカ(5)から低音域の音が2個の音圧が重なることでエネルギーが増大した低音が共鳴増強ダクト(7)から共鳴増強ホーン(6)を介してツィータ(8)の音とともにスピーカネット(9)から音がでる。 The low-frequency sound from the first woofer speaker (4) and the second woofer speaker (5) is overlapped by two sound pressures, and the low-frequency sound is increased from the resonance enhancement duct (7) to the resonance enhancement horn (6 ) And the sound of the tweeter (8) through the speaker network (9).
管共鳴の長さに正比例して共鳴振動数が低下するのでより低域音再生のため音響エアコイル部(22)にスクリュー音響ダクト(23)を設け、共鳴増強ダクト(7)の電磁弁(11)側に或る共鳴低音取り込み口(24)に接合し、Bから取り込みCを通過して共鳴増強ホーン(6)側の共鳴低音放出口(25)から音が出る。 Since the resonance frequency decreases in direct proportion to the length of the tube resonance, a screw acoustic duct (23) is provided in the acoustic air coil section (22) for lower-frequency sound reproduction, and the electromagnetic valve (11 of the resonance enhancement duct (7) is provided. ) Side is joined to a certain resonance bass intake port (24), passes through B through C, and sounds are emitted from the resonance bass horn (6) side resonance bass emission port (25).
電磁弁(11)が開くとエア開路ポート(12)とスピーカ取付け補強材(10)の中心部分のポートから抜けの良い音響空間ができる。スピーカ取付け補強材(10)は2箇所からスピーカの固定に使われる。
重低音の再生表示は、第1のDAC(18)の「0」出力端子が赤色LED(19)に接続してある。「1」出力端子は青色LED(20)が接続してある。When the solenoid valve (11) is opened, an acoustic space with a good clearance from the air opening port (12) and the central port of the speaker mounting reinforcement (10) is formed. The speaker mounting reinforcement (10) is used to fix the speaker from two places.
In the reproduction display of heavy bass, the “0” output terminal of the first DAC (18) is connected to the red LED (19). A blue LED (20) is connected to the “1” output terminal.
出力される電気信号で40ヘルツ程度の高音域検出回路(13)が検知、20ヘルツ程度で低音域検出回路(15)が検知し、20ヘルツ程度の重低音は、赤色LED(19)が点灯する。 The high frequency range detection circuit (13) of about 40 Hz is detected by the output electrical signal, the low range detection circuit (15) is detected at about 20 Hz, and the red LED (19) is lit for heavy bass of about 20 Hz. To do.
図3に示す通り3Dサラウンドラジオに応用するには、3マイク音源収録部(29)で中央マイク(26)と左マイク(27)と右マイク(28)でステレオ音源を捕らえる。中央マイク(26)は、音源に対して中央に設置し、左右の位置に左マイク(27)と右マイク(28)を設置する。 As shown in FIG. 3, in order to apply to 3D surround radio, a stereo sound source is captured by a center microphone (26), a left microphone (27), and a right microphone (28) by a three-microphone sound source recording unit (29). The central microphone (26) is installed in the center with respect to the sound source, and the left microphone (27) and the right microphone (28) are installed at the left and right positions.
ライブ音源自動切り換え手段(37)から接続し、パスリレー(38)の入力側にFMステレオチューナ(35)を接続しパスリレー(38)は、第2のMPX回路(39)に接続されている。
FMステレオチューナ(35)に接続したFM多重信号検出(36)からC音源が入感するとC音源検出信号(33)の有無によりパスリレー(38)をオンオフする。オンの時第2のMPX回路(39)に入る。オフの場合第2のMPX回路(39)には入力されない。Connected from the live sound source automatic switching means (37), the FM stereo tuner (35) is connected to the input side of the path relay (38), and the path relay (38) is connected to the second MPX circuit (39).
When the C sound source senses from the FM multiple signal detection (36) connected to the FM stereo tuner (35), the path relay (38) is turned on / off depending on the presence or absence of the C sound source detection signal (33). When on, the second MPX circuit (39) is entered. When it is off, it is not input to the second MPX circuit (39).
同時にFMステレオチューナ(35)から第1のMPX回路(40)に入力される。左マイク信号と右マイク信号が出力される。第2のMPX回路(39)の出力は中央マイク(26)からのC音源を検出してパスリレー(38)がオン時第2のMPX回路(39)に入力するのでこの出力はC音源を含む信号である。 At the same time, the signal is input from the FM stereo tuner (35) to the first MPX circuit (40). Left microphone signal and right microphone signal are output. The output of the second MPX circuit (39) detects the C sound source from the central microphone (26), and when the path relay (38) is turned on, it is input to the second MPX circuit (39), so this output includes the C sound source. Signal.
第2のMPX回路(39)の左チャンネル出力と右チャンネル出力に連結逆位相変換回路(41)が接続されている。この連結逆位相変換回路(41)は2個の逆位相変換回路が結線しない並列になっているモジュールで構成されている。第2のMPX回路(39)の左マイク成分と第1のMPX回路(40)の左チャンネル出力を第3プロセッサ(42)に入力する。第3プロセッサ(42)は加算演算をする。
この出力をD出力(51)とする。
第2のMPX回路(39)の右マイク成分と第1のMPX回路(40)の右チャンネル出力を第4プロセッサ(43)に入力する。第4プロセッサ(43)は加算演算をする。
この演算出力をM出力(53)とする。A connected anti-phase conversion circuit (41) is connected to the left channel output and the right channel output of the second MPX circuit (39). This connected anti-phase conversion circuit (41) is composed of modules in parallel in which two anti-phase conversion circuits are not connected. The left microphone component of the second MPX circuit (39) and the left channel output of the first MPX circuit (40) are input to the third processor (42). The third processor (42) performs an addition operation.
This output is defined as D output (51).
The right microphone component of the second MPX circuit (39) and the right channel output of the first MPX circuit (40) are input to the fourth processor (43). The fourth processor (43) performs an addition operation.
This calculation output is referred to as M output (53).
第1のMPX回路(40)の左チャンネル出力と右チャンネル出力はステレオスピーカアンプ(46)で増幅して左スピーカ(47)と右スピーカ(48)により左右からステレオ音響が聴こえる。 The left channel output and the right channel output of the first MPX circuit (40) are amplified by the stereo speaker amplifier (46), and the stereo sound can be heard from the left and right by the left speaker (47) and the right speaker (48).
D出力(51)もしくはM出力(53)は、センタースピーカアンプ(44)で増幅して低音ブーストデュアルスピーカユニット(45)に出力重低音を出す。3マイク音源収録部(29)において、中央マイク(26)に音源が移動してきた場合中央マイク(26)に入る音レベルと左マイク(27)の音レベルは次第に中央マイク(26)に入る音のレベルの方が大きくなる。つまり再生側で左スピーカ(47)の音レベルとC音源のレベルの比率によって移動する音源の位置が変化することで音の反射角度を変えて聴こえてくる方向を変えることができる。つまりバーチャルサラウンドではないリアルサラウンドが再現できる。 The D output (51) or the M output (53) is amplified by the center speaker amplifier (44), and an output heavy bass is output to the bass boost dual speaker unit (45). In the three-microphone sound source recording unit (29), when the sound source has moved to the central microphone (26), the sound level entering the central microphone (26) and the sound level of the left microphone (27) are gradually entering the central microphone (26). The level of becomes larger. That is, by changing the position of the moving sound source according to the ratio of the sound level of the left speaker (47) and the level of the C sound source on the playback side, the direction of sound can be changed by changing the sound reflection angle. In other words, real surround sound that is not virtual surround sound can be reproduced.
図10は音偏向を行う部分を示したもので、音偏向部(62)で左スピーカ(47)と右スピーカ(48)の音に3Dサラウンドに必要な音の進行方向の傾きを与える。
音反射板(左)(49)の一方に第1圧電素子(50)を取り付け、左反射スピーカカバー部(63)と支点(61)を音反射板(左)(49)の別片方を取り付ける。
同じように音反射板(右)(57)に第2圧電素子(58)に設け、支点(61)と音反射板(右)(57)を取り付け、右反射スピーカカバ−部(64)を付ける。左スピーカ(47)と右スピーカ(48)の対向配置で彎曲反射器(65)を2個置く。
第1のMPX回路(40)の左チャンネル出力をD1とするとD出力(51)を第5プロセッサ(52)に入力する。第5プロセッサ(52)はD出力(51)割るD1出力の演算をする。
第1のMPX回路(40)の右チャンネル出力をM1とするとM出力(53)は第6プロセッサ(54)に加えられM出力(53)割るM1出力を演算する。ともに除算演算のアルゴリズムを使う。FIG. 10 shows a portion that performs sound deflection, and the sound deflection unit (62) gives the sound of the traveling direction of the sound necessary for 3D surround to the sound of the left speaker (47) and the right speaker (48).
The first piezoelectric element (50) is attached to one of the sound reflectors (left) and (49), and the left reflector speaker cover (63) and the fulcrum (61) are attached to the other one of the sound reflectors (left) and (49). .
Similarly, the second piezoelectric element (58) is provided on the sound reflector (right) (57), the fulcrum (61) and the sound reflector (right) (57) are attached, and the right reflector speaker cover (64) is attached. wear. Two curved reflectors (65) are placed with the left speaker (47) and the right speaker (48) facing each other.
When the left channel output of the first MPX circuit (40) is D1, the D output (51) is input to the fifth processor (52). The fifth processor (52) calculates D1 output divided by D output (51).
Assuming that the right channel output of the first MPX circuit (40) is M1, the M output (53) is added to the sixth processor (54) to calculate the M1 output divided by the M output (53). Both use division algorithm.
第5プロセッサ(52)に第2のDAC(57)と第1オペアンプ(56)で増幅第1圧電素子(50)に加えることで音反射板(左)(49)は支点(61)を中心に傾いて中央側に音が移動するようにする。同じように第6プロセッサ(54)に第3のDAC(59)と第2オペアンプ(60)で第2圧電素子(58)に加えると音反射板(右)(57)は中央方向に音が移動するように傾く。 By adding the second DAC (57) and the first operational amplifier (56) to the amplified first piezoelectric element (50) to the fifth processor (52), the sound reflector (left) (49) is centered on the fulcrum (61). Inclined to move the sound toward the center. Similarly, when the sixth processor (54) is added to the second piezoelectric element (58) by the third DAC (59) and the second operational amplifier (60), the sound reflector (right) (57) emits sound toward the center. Tilt to move.
音反射板(左)(49)は左スピーカ(47)の口径に向かい合うように配置してあり音反射板(右)(57)は右スピーカ(48)の口径に向かい合うように配置されている。 The sound reflector (left) (49) is arranged to face the aperture of the left speaker (47), and the sound reflector (right) (57) is arranged to face the aperture of the right speaker (48). .
音像の移動で中央に移動する音源では左スピーカ(47)の音反射板(左)(49)は少しずつ中央方向に移動して聴こえる。
以上が本発明の構成である。In the sound source that moves to the center by the movement of the sound image, the sound reflector (left) (49) of the left speaker (47) can be heard moving little by little toward the center.
The above is the configuration of the present invention.
1 入力端子
2 スピーカネットワーク
3 音域ネットワーク制御チップ
4 第1ウーフアースピーカ
5 第2ウーフアースピーカ
6 共鳴増強ホーン
7 共鳴増強ダクト
8 ツィータ
9 スピーカネット
10 スピーカ取付け補強材
11 電磁弁
12 エア開路ポート
13 高音域検出回路
14 第1エンコード回路
15 低音域検出回路
16 第2エンコード回路
17 第1プロセッサ
18 第1のDAC
19 赤色LED
20 青色LED
21 電源回路
22 音響エアコイル部
23 スクリュー音響ダクト
24 共鳴低音取り込み口
25 共鳴低音放出口
26 中央マイク(指向性マイク)
27 左マイク
28 右マイク
29 3マイク音源収録部
30 デジタル変換回路
31 第2プロセッサ
32 多重データ送出手段
33 C音源検出信号
34 ステレオ放送手段
35 FMステレオチューナ
36 FM多重信号検出
37 ライブ音源自動切り換え手段
38 パスリレー
39 第2のMPX回路
40 第1のMPX回路
41 連結逆位相変換回路
42 第3プロセッサ
43 第4プロセッサ
44 センタースピーカアンプ
45 低音ブーストデュアルスピーカユニット
46 ステレオスピーカユニット
47 左スピーカ
48 右スピーカ
49 音反射板(左)
50 第1圧電素子
51 D出力
52 第5プロセッサ
53 M出力
54 第6プロセッサ
55 第2のDAC
56 第1オペアンプ
57 音反射板(右)
58 第2圧電素子
59 第3のDAC
60 第2オペアンプ
61 支点
62 音偏向部
63 左反射スピーカカバー部
64 右反射スピーカカバー部
65 彎曲音反射器DESCRIPTION OF
19 Red LED
20 Blue LED
21 Power supply circuit 22 Acoustic
27 left
50 1st piezoelectric element 51
56 First
58 Second piezoelectric element 59 Third DAC
60 second
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