JP3260101B2 - 音響再生装置 - Google Patents
音響再生装置Info
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
Description
方に放射された音をキャンセルすることによりメインス
ピーカをキャビネットに装着することなしに、低域から
忠実な再生が可能な音響再生装置において、キャンセル
の性能を維持するための手法に関する。
カユニットから背面に放射した音が前面に回り込むこと
によって低域をキャンセルして低音が出なくなることを
防ぐために、スピーカユニットをキャビネットに取り付
けている。この構造でキャビネットが小さいと背面のコ
ンプライアンスが小さくなり、振動板の振動が制限を受
ける。
高くなって低音が出なくなってしまう。さらに、前後の
コンプライアンスが異なるため前後均等に振幅せず歪み
を生じる。これを改善するには極めて大きいキャビネッ
トが必要となる。また後面解放タイブにすることも考え
られるが、この構造で低音の減少を防ぐには数m四方の
バッフルが必要となり実用上の不具合があった。
願したスピーカシステム(特願平8−122298)で
は、再生用スピーカユニットのすぐ後ろに消音用スピー
カユニットを設置し、再生用スピーカユニットの背面か
ら放射された音をキャンセルするように構成している。
生用スピーカ1と後ろ側のキャンセル用スピーカ2の間
にあるエラー検出用マイクロホン3からの信号はマイク
アンプ6で増幅され、A/D変換器7でデジタル信号に
変換されて適応フィルター制御装置12に入力される。
デジタル信号に変換された後、遅延装置10、適応フィ
ルター11、適応フィルター制御装置12に入力され
る。なお、適応フィルター制御装置12にはFIRデジ
タルフィルタ16を通して上記信号が入力される。
遅延された後、D/A変換器9でアナログ信号に変換さ
れてパワーアンプ4によって増幅されて再生用スピーカ
1に入力される。
ィルター処理された後、D/Α変換器13に入力され
る。D/A変換器13に入力された信号はアナログに信
号に変換されパワーアンプ5で増幅されてキャンセル用
スピーカ2に入力される。
ゴリズムとして適応フィルタの代表的アルゴリズムであ
るLMSアルゴリズムが組み込まれた適応フィルター制
御装置12によって適応フィルター11が制御される。
この適応フィルター制御装置12に用いる参照信号とし
てFIRデジタルフィルター16によりキャンセル系の
伝達特性Cを近似したCハットをA/D変換器14から
の信号に畳み込んだ信号を用いている。
FIRデジタルフィルター16からの信号を参照信号と
して、適応フィルター11の出力信号がD/A変換器1
3を経てアナログ信号に変換された後にパワーアンプ5
によって増幅されて消音用スピーカ2から放射され再生
用スピーカ1から放射された背面の音をキャンセルする
ように制御する。
何らかの外部要因でシステムが不安定になり、また、キ
ャンセル用信号を処理するフィルターを固定している場
合にはスピーカユニットの経時変化や環境の変化によっ
てキャンセル効果が十分に得られなくなる。
る傾向がある。さらに、このようなシステムを床や壁に
近い場所に置いた場合には、図5に示すようにスピーカ
1から放射された音は壁21に反射して、場所によって
音の放射の仕方が変わつてしまい、開口部に於いて均一
に分布しないため、エラーマイクロホンの位置でキャン
セルするようにフィルター係数を調整しても、他の位置
ではうまくキャンセルできない場合がある。
め、この影響によりキャンセル効果が悪化する。一方、
マイクロホンに風が当たるような場合には、風切り音等
による誤動作を生じる場合がある。
手法では特に高域において、環境の変化の影響を大きく
受けたり、床や壁の反射の影響で場所によって音の放射
の仕方が変わってしまったり、また、温度の変化によっ
て音速が変わったりして、キャンセルが十分に行えない
状態が生じ音質が劣化するという欠点があった。
合には、風切り音等による誤動作も生じるという欠点が
あった。本発明の目的は、上記欠点を改善した音響再生
装置を提供することである。
め、本発明においては従来の装置でキャンセル効果の変
化が大きい高域の音をキヤンセリングによらない方法で
減少させたり、壁による反射に対しては再生用スピーカ
ユニットとキャンセル用スピーカユニットの間の空間か
らの出口における音の放射の仕方を場所によってできる
だけ均一になるようにした。また、温度の変化にをでき
るだけ一定に保つようにした。さらに、マイクロホンに
風が直接当たらないようにした。
ニットとキャンセル用スピーカユニットの間の空間の周
囲の一部または全部を吸音部材で覆い、再生用スピーカ
ユニットの後方に放射される音の高域成分が吸音部材で
吸収されて前方に回り込まないようにすることで、後ろ
側のキヤンセルスピーカがキャンセルする周波数範囲を
低域に限るようにした。
めに、あらかじめ床や壁に音波が放射される方向に円筒
形の壁を設けるようにし、反射の状態が均一になるよう
にした。
に、吸音部材の周囲や内側、または円筒形の壁の内側に
ヒータを設けて再生用スピーカユニットとキャンセル用
スピーカユニットの空間の温度をできるだけ一定に保つ
ようにした。
置することにより、直接風が当たらないようにした。
スピーカユニットが設置してあり再生用スピーカユニッ
トの背面から放射された音をキャンセルするように構成
している。
スピーカユニットの中間位置にキャンセル状態を検出す
るためのエラーマイクロホンを設けて、キャンセルする
ための信号を作り出すために適応フィルタを働かせて最
適なフィルター係数を求めている。
ーカユニットに変化がなければ完全に固定したままでも
よいが、実際には温度や湿度、或いはスピーカユニット
の経時変化で固定したままでは係数が最適値でなくなり
キャンセル効果が減少してくる。
て、前述したような構成で変化を最低限に抑えるように
している。
と後ろ側のスピーカユニットの間の空間の周囲または全
部を吸音部材で覆い、lkHz程度以上の高域の周波数
を吸音するようにすることにより、前側のスピーカユニ
ットの後方に放射される音の高域成分が前方に回り込ま
ないようにすることができ、後ろ側のキャンセルスピー
カがキャンセルする周波数範囲をlkHz程度以下の低
域に限ることができる。これにより小さな細かい環境の
変化に影響されやすい高域成分はキャンセリングしなく
ても良くなり、低音域のみでキャンセル動作を行うこと
によりキャンセル効果が維持できる。
に、あらかじめ床や壁に音波が放射される方向に円筒形
の壁を設けるようにした。これにより前側スピーカユニ
ットの後方ヘの放射音は円筒形の壁がスピーカユニット
の中心から等距離にあれば、その反射音は一か所に固ま
ることなく均一に分散され円筒で囲まれていない出口の
部分の音の出方が均一になる。
に、吸音部材の周囲や内側、または円筒形の壁の内側に
ヒータを設けて前側のスピーカユニットの後方と後ろ側
のスピーカユニットの間の空間を30℃程度に暖めるよ
うに設定し、寒い部屋で聴いても、暖かい部屋で聴いて
も、該空間の温度をできるだけ一定に保つようにした。
通常の試聴環境では部屋の温度が30℃程度以上にはな
らないことを想定すれば、この程度の温度設定でほぼ一
定の温度条件が保てると考えられる。
することにより、直接風が当たらないようにすることが
でき、風切り音等による誤動作を防げるようになる。
3により説明する。図1は本発明の実施例での各装置の
接続を示したものである。図に示す入力信号15はA/
D変換器14でデジタル信号に変換された後、遅延装置
10、適応フィルター11、適応フィルター制御装置1
2に入力されている。なお、適応フィルター制御装置1
2にはFIRデジタルフィルタ16を通して上記信号が
入力される。
遅延された後、D/A変換器9でアナログ信号に変換さ
れてパワーアンプ4によって増幅されて再生用スピーカ
1に入力される。
ィルター処理された後、D/Α変換器13に入力され
る。D/A変換器13に入力された信号はアナログに信
号に変換されパワーアンプ5で増幅されてキャンセル用
スピーカ2に入力される。
ゴリズムとして適応フィルタの代表的アルゴリズムであ
るLMSアルゴリズムが組み込まれた適応フィルター制
御装置12によって適応フィルター11が制御される。
この適応フィルター制御装置12に用いる参照信号とし
てFIRデジタルフィルター16によりキャンセル系の
伝達特性Cを近似したCハットをA/D変換器14から
の信号に畳み込んだ信号を用いている。
FIRデジタルフィルター16からの信号を参照信号と
して、適応フィルター11の出力信号がD/A変換器1
3を経てアナログ信号に変換された後にパワーアンプ5
によって増幅されて消音用スピーカ2から放射されて再
生用スピーカ1から放射された背面の音をキャンセルす
るように制御する。
ろ側のキャンセル用スピーカ2の間にあるエラー検出用
マイクロホン3からの信号がエラーマイクロホン用アン
プ6で増幅され、さらに、A/D変換器7によってデジ
タル信号に変換され適応フィルター制御装置12に入力
される。
X(n)とA/D変換器7から出力される離散信号e
(n)とから、Je={e(n)}2 の評価関数を最小
とする適応フィルター11のフィルタ係数を最急降下法
の1つであるLMSアルゴリズムにより決定して適応フ
ィルター11に更新設定する。
ルフィルタで構成されているものとして、適応フィルタ
ー11のi次目のフィルタ係数をwi (但し、i=0〜
I)、適応フィルター11からA/D変換器7までの伝
送路のキャンセル系伝達特性Cを近似したCハットをJ
次のFIRデジタルフィルタで具現するときのj次目の
フィルタ係数をcj (但し、j=0〜J)とすると、適
応フィルター制御装置12は時刻tn における適応フィ
ルター11のi次目のフィルタ係数をwi (n)とし
て、時刻tn+1 のフィルタ係数wi (n+1)を次式に
従い適応フィルター11に対しフィルタ係数の更新設定
を行う。
ることにより、放射された音のうち前面に放射された音
は実際に再生音となって聴取者に届き、背面に放射され
た音は消音用スピーカによってキャンセルされて音とし
て出てこなくなる。
音の干渉がなくなるため、前面に放射される音は、スピ
ーカがあたかも無限大のキャビネットに取り付けられた
のと同様の特性となり、スピーカの前後での空気のコン
プライアンスの差による歪みがなくなり、さらに十分な
低音再生が可能となる。
を維持しつつ、安定な動作をさせることである。
1は固定フィルターとして動作させキャンセル量が少な
くなったときに再度係数を調整するようにしている。
方に放出された音のうち3000Hz以下の周波数の音
は、キャンセル用スピーカによってキャンセルされるよ
うになっている。
やスピーカユニットに変化がなければ完全に固定したま
までもよいが、実際には温度や湿度、或いはスピーカユ
ニットの経時変化で固定したままでは係数が最適値でな
くなりキャンセル効果が減少してくる。
て、図2に示すような構成で変化を最低限に抑えるよう
にしている。
生スピーカユニット1の後方と後ろ側のキャンセル用ス
ピーカユニット2の間の空間17(図1に示す)の開口
部を吸音部材22で覆い、lkHz程度以上の高域の周
波数を吸音するようにすることにより、前側のスピーカ
ユニット1の後方に放射される音の高域成分が前方に回
り込まないようにすることができ、後ろ側のキャンセル
スピーカ2がキャンセルする周波数範囲をlkHz程度
以下の低域に限ることができる。これにより小さな細か
い環境の変化に影響されやすい高域成分はキヤンセリン
グしなくても良くなり、低音域のみでキャンセル動作を
行うことによりキャンセル効果が維持できる。
に、あらかじめ床や壁に音波が放射される方向に円筒形
の壁23を設けるようにした。これにより図3に示すよ
うに、再生用スピーカユニットの後方への放射音は円筒
形の壁23が、スピーカユニット1の中心から等距離に
あれば、その反射音は矢印で示すように一か所に固まる
ことなく均一に分散され円筒で囲まれていない開口部の
音の出方を均一とすることができる。
に、図示はしていないが吸音部材の周囲や内側、または
円筒形の壁の内側にヒータを設けて再生用スピーカ1と
キヤンセル用スピーカ2で挟まれた空間17(図1に示
す)を30℃程度に暖めるように設定し、寒い部屋で聴
いても、暖かい部屋で聴いても、空間17の温度をでき
るだけ一定に保つようにして温度の変化によるキャンセ
ル量の低下を防ぐようにした。
音部材22の中に設置することにより、直接風が当たら
ないようにすることができフィルター係数を調整する際
に、風切り音等による誤動作が防げるようになる。
フィルター係数をできるだけ変えないで済むように、前
述のようにスピーカの周囲の環境や反射の状態をコント
ロールするようにした。
吸音部材で覆うことにより、キャンセル用スピーカの制
御周波数範囲をIKHz程度以下にすることができ、安
定した制御が可能になった。また、再生用スピーカの後
ろ側の周囲に円筒形の壁を設置することにより、外側の
壁によらず反射の状態を均一に保つことができ、エラー
マイクロホンの位置でのキャンセル状態と同じ状態を他
の位置でも実現できるため、十分なキャンセル効果が得
られた。
なかに位置させることにより、風きり音による動作の不
安定さをなくすことができた。また、ヒータを備えるこ
とによりキャンセル空間での温度をほぼ一定に保つこと
ができ、キャンセル状態が変化しにくなり、経時変化や
環境の変化によって、キャンセルが十分に行えない状態
が生じることが防止できる。このようにして、常に高音
質な音が再生可能となった。
放射音の様子を示す図である。
様子を示す図である。
た空間 21 直角な壁 22 吸音部材 23 円筒形の壁
Claims (4)
- 【請求項1】 前後に2つのスピーカユニットを配置
し、前側のスピーカユニットが後ろ側に放射する音を後
ろ側のスピーカユニットがキャンセルする用に後ろ側の
スピーカユニットに入力される信号を制御する音響再生
装置において、前側のスピーカユニットと後ろ側のスピ
ーカユニットの間の空間の周囲の一部または全部を吸音
部材で覆ったことを特徴とする音響再生装置。 - 【請求項2】 前記吸音部材の中にエラー検出用のマイ
クロホンを設置したことを特徴とした請求項1の音響再
生装置。 - 【請求項3】 前記吸音部材の一部を円筒形の壁で置き
換えたことを特徴とする請求項1または2の音響再生装
置。 - 【請求項4】 前記空間周辺の温度を一定に保つように
吸音部材の周囲または円筒形の壁の内側にヒータを設
け、好ましくは30℃程度に保温するようにしたことを
特徴とする請求項1から3に記載した音響再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16052097A JP3260101B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 音響再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16052097A JP3260101B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 音響再生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10336784A JPH10336784A (ja) | 1998-12-18 |
JP3260101B2 true JP3260101B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=15716742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16052097A Expired - Fee Related JP3260101B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | 音響再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3260101B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4458215B2 (ja) * | 2000-06-05 | 2010-04-28 | 弘 知名 | スピーカー |
JP4843209B2 (ja) * | 2003-11-12 | 2011-12-21 | 甫 羽田野 | スピーカ装置 |
JP2008022174A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Ritz Corporation Inc | 吸音部材 |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP16052097A patent/JP3260101B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH10336784A (ja) | 1998-12-18 |
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