JPH0918989A - 原音再現方式 - Google Patents
原音再現方式Info
- Publication number
- JPH0918989A JPH0918989A JP19691795A JP19691795A JPH0918989A JP H0918989 A JPH0918989 A JP H0918989A JP 19691795 A JP19691795 A JP 19691795A JP 19691795 A JP19691795 A JP 19691795A JP H0918989 A JPH0918989 A JP H0918989A
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- JP
- Japan
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- signal
- data
- diaphragm
- force
- microphone
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- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の音の再生方式は、マイクロホンの出力
を増幅しスピーカを駆動し音を再生していた。ところ
が、マイクロホンで得られた音の信号は、マイクロホン
の振動板が、どのように時系列に振動したかを表してい
るだけで実際に振動板にかかった力の変化を表した信号
ではない。そこで、従来の再生システムに計算によって
どのように力がかけられたかを求め、計算によって求め
た信号を再生時に使用するようにしたものである。これ
により能動的に振動を制動する事ができるようになるた
め、特に、衝撃音のような過渡的な音に対する再生がよ
り忠実に行えるようになる。 【構成】 音の信号を適当な微少時間毎にサンプリング
し、Ａ／Ｄ変換器１０で数値化し微少時間毎の増減を減
算器１１で計算し、乗算器１２で単位時間当たりの値を
求め、Ｄ／Ａ変換器１３でアナログデータに戻す。
を増幅しスピーカを駆動し音を再生していた。ところ
が、マイクロホンで得られた音の信号は、マイクロホン
の振動板が、どのように時系列に振動したかを表してい
るだけで実際に振動板にかかった力の変化を表した信号
ではない。そこで、従来の再生システムに計算によって
どのように力がかけられたかを求め、計算によって求め
た信号を再生時に使用するようにしたものである。これ
により能動的に振動を制動する事ができるようになるた
め、特に、衝撃音のような過渡的な音に対する再生がよ
り忠実に行えるようになる。 【構成】 音の信号を適当な微少時間毎にサンプリング
し、Ａ／Ｄ変換器１０で数値化し微少時間毎の増減を減
算器１１で計算し、乗算器１２で単位時間当たりの値を
求め、Ｄ／Ａ変換器１３でアナログデータに戻す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音を再生する時にマイ
クロホンにて得られた音の電気信号から集音時のマイク
ロホンの振動体（以下振動板とする）の振動を再現する
ための電気信号を計算によって求め、求めた信号を増幅
する事によってマイクロホンにて集音した音をより忠実
にスピーカにて再生する方式に関する。
クロホンにて得られた音の電気信号から集音時のマイク
ロホンの振動体（以下振動板とする）の振動を再現する
ための電気信号を計算によって求め、求めた信号を増幅
する事によってマイクロホンにて集音した音をより忠実
にスピーカにて再生する方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、音の再生は、マイクロホンの振動
板の振動によって出力された電気信号を増幅しスピーカ
にて再生していた。
板の振動によって出力された電気信号を増幅しスピーカ
にて再生していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の音の再生の方式
は、マイクロホンの振動板の振動を電気信号に変換し、
これを増幅しスピーカで再生したものであった。すなわ
ち、力を音圧としてマイクロホンの振動板に与え、その
ときにマイクロホンの振動板はどのように振動している
か、あるいは、したかという結果を電気信号として得
て、得られた電気信号を再生するために増幅していた。
ところが、増幅すべき信号は振動板が振動した結果では
なく、振動板を振動させるために必要な力の信号なので
ある。力の信号は、振動板の振動結果から計算によって
求めなければならない。しかし、従来の音の再生のシス
テムには、この計算を行うプロセスが欠落していた。
は、マイクロホンの振動板の振動を電気信号に変換し、
これを増幅しスピーカで再生したものであった。すなわ
ち、力を音圧としてマイクロホンの振動板に与え、その
ときにマイクロホンの振動板はどのように振動している
か、あるいは、したかという結果を電気信号として得
て、得られた電気信号を再生するために増幅していた。
ところが、増幅すべき信号は振動板が振動した結果では
なく、振動板を振動させるために必要な力の信号なので
ある。力の信号は、振動板の振動結果から計算によって
求めなければならない。しかし、従来の音の再生のシス
テムには、この計算を行うプロセスが欠落していた。
【０００４】本発明は、マイクロホンの振動板の振動結
果から振動板を振動させるのに必要な力の信号を計算に
よって求め、求めた信号を増幅すべき信号として扱うこ
とによってより忠実な再生を実現させる方法について提
供するものである。
果から振動板を振動させるのに必要な力の信号を計算に
よって求め、求めた信号を増幅すべき信号として扱うこ
とによってより忠実な再生を実現させる方法について提
供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段を具体的に説明するため、ダイナミックマイクロ
ホンのように発電系が速度比例型のマイクロホンから得
られた信号を再生する場合を例として図とともに説明す
る。
の手段を具体的に説明するため、ダイナミックマイクロ
ホンのように発電系が速度比例型のマイクロホンから得
られた信号を再生する場合を例として図とともに説明す
る。
【０００６】振動板２に時系列に変化する力Ｐを加えた
時マイクロホンの振動板２が動きこのときに電力Ｐｍが
得られたとする。時系列にその電力を記録した結果、表
１のような変化があったとする。このとき、マイクロホ
ンの振動板に加えられた力Ｐは、すべて電力Ｐｍに変換
されたものとする。
時マイクロホンの振動板２が動きこのときに電力Ｐｍが
得られたとする。時系列にその電力を記録した結果、表
１のような変化があったとする。このとき、マイクロホ
ンの振動板に加えられた力Ｐは、すべて電力Ｐｍに変換
されたものとする。
【０００７】次に表１に示された信号の変化から振動板
にかけられた力の変化を表２とともに詳細に検討する。
０からＴ１までの区間（微少区間と考える）は、電力
は、０からＰｍ１に変化している。すなわち、振動板は
静止した状態からある加速度をもって運動を始めＴ１秒
後にある速度に達したことになる。すなわち、０からＴ
１までの区間は一定の力が振動板に加わっていたことに
なる。逆に、振動板を０からＴ１の区間の動きとして再
現するためには、振動板に一定の力を加えていなければ
ならない。ところが、従来の音の再生方式では、０から
Ｔ１までの区間を再生するための信号は電力の変化その
ままであった。
にかけられた力の変化を表２とともに詳細に検討する。
０からＴ１までの区間（微少区間と考える）は、電力
は、０からＰｍ１に変化している。すなわち、振動板は
静止した状態からある加速度をもって運動を始めＴ１秒
後にある速度に達したことになる。すなわち、０からＴ
１までの区間は一定の力が振動板に加わっていたことに
なる。逆に、振動板を０からＴ１の区間の動きとして再
現するためには、振動板に一定の力を加えていなければ
ならない。ところが、従来の音の再生方式では、０から
Ｔ１までの区間を再生するための信号は電力の変化その
ままであった。
【０００８】次に力学的に問題を整理する。ニュートン
の運動の第二法則は、物体に外から力が働く間は、その
物体は力の向きに、力の大きさに比例し、質量に反比例
した加速度をうけるという法則である。すなわち、力を
ｆ、物体の質量をｍ、時間をｔ、力を与える時の物体の
速度をＶ０、ｔ秒後の速度をＶとして言い換えると、ｆ
という力が質量ｍの物体にｔ秒間働くとき、質量ｍの物
体の速度は、Ｖ０からＶに変わるということを意味して
いる。ここで力積ｆｔは、数１で表される。
の運動の第二法則は、物体に外から力が働く間は、その
物体は力の向きに、力の大きさに比例し、質量に反比例
した加速度をうけるという法則である。すなわち、力を
ｆ、物体の質量をｍ、時間をｔ、力を与える時の物体の
速度をＶ０、ｔ秒後の速度をＶとして言い換えると、ｆ
という力が質量ｍの物体にｔ秒間働くとき、質量ｍの物
体の速度は、Ｖ０からＶに変わるということを意味して
いる。ここで力積ｆｔは、数１で表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】次に力学的に課題の解決方法を説明する。
質量ｍの物体に時系列に働いた力を得るためには、上記
の数１から時系列に力ｆを求めればよい。すなわち、微
少区間（ｄｔ）毎にｍＶからｍＶ０を減算する計算を行
い数２より単位時間ｔ（１秒とする）当たりの力ｆを求
めればよい。
質量ｍの物体に時系列に働いた力を得るためには、上記
の数１から時系列に力ｆを求めればよい。すなわち、微
少区間（ｄｔ）毎にｍＶからｍＶ０を減算する計算を行
い数２より単位時間ｔ（１秒とする）当たりの力ｆを求
めればよい。
【００１１】
【数２】
【００１２】このようにして計算によって時系列に単位
時間当たりの力ｆを求めることができる。求めた時系列
の力ｆを振動板に与えれば振動を正しく再現することが
できる。
時間当たりの力ｆを求めることができる。求めた時系列
の力ｆを振動板に与えれば振動を正しく再現することが
できる。
【００１３】実際の電力データでの解決方法は、振動板
に与えられた力がそのまま電力に変換されていたとする
と、ｍＶの変化は、そのまま電力の変化率として置き換
えることができるため同様の計算を行い時系列に与える
べき力として電力の計算を行えばよい。
に与えられた力がそのまま電力に変換されていたとする
と、ｍＶの変化は、そのまま電力の変化率として置き換
えることができるため同様の計算を行い時系列に与える
べき力として電力の計算を行えばよい。
【００１４】以上のように時系列に与えるべき電力の計
算を行う演算装置（又は、上記の演算を行う回路を含め
以下演算装置とする）を従来の音の再生システムに新た
に組み込めば、より忠実な音の再生を実現することがで
きる。
算を行う演算装置（又は、上記の演算を行う回路を含め
以下演算装置とする）を従来の音の再生システムに新た
に組み込めば、より忠実な音の再生を実現することがで
きる。
【００１５】
【作用】演算によって求めた信号を振動板に与えた場合
どのように振動が再現されるか表１とともに説明する。
マイクロホンから出力された電力がＰｍであったときこ
の時系列の変化から前述の時系列に与えるべき力（電
力）の変化を演算装置で求めると、波線のようになる。
区間ｔ１からｔ２においては、ｔ１で加速するための力
はＰ１でありｔ２に進むに従って力は、減少しｔ２で０
となる。区間ｔ２からｔ３においては、徐々に逆向きの
力が発生しｔ３に進むに従って逆向きの力が増大する。
このような力を振動板に与えると振動板には、質量があ
るが充分な制動がかかり忠実な振動の再現ができるので
ある。
どのように振動が再現されるか表１とともに説明する。
マイクロホンから出力された電力がＰｍであったときこ
の時系列の変化から前述の時系列に与えるべき力（電
力）の変化を演算装置で求めると、波線のようになる。
区間ｔ１からｔ２においては、ｔ１で加速するための力
はＰ１でありｔ２に進むに従って力は、減少しｔ２で０
となる。区間ｔ２からｔ３においては、徐々に逆向きの
力が発生しｔ３に進むに従って逆向きの力が増大する。
このような力を振動板に与えると振動板には、質量があ
るが充分な制動がかかり忠実な振動の再現ができるので
ある。
【００１６】
【実施例】実施例について図面とともに説明する。図１
を従来の音の再生システムとすると、本発明を実施する
ために、増幅器５の前に新たに図３に示される演算装置
Ｂ８を新たに追加する。
を従来の音の再生システムとすると、本発明を実施する
ために、増幅器５の前に新たに図３に示される演算装置
Ｂ８を新たに追加する。
【００１７】演算装置Ａ７は、マイクロホンの種類によ
って異なる特性を補正するためのものである。演算装置
Ａ７は、図２に示すように必ず演算装置Ｂ８の前に置か
れなければならない。これは、演算装置Ｂ８が、質量の
ある物体を駆動するための力の変化率の信号にもとの信
号から変換してしまうためこの演算処理を行った後で
は、たとえばロウパス、バンドパス、ハイパス等のフィ
ルタ等による特性の補正が行えなくなるためである。補
正の種類は、マイクロホンの種類による出力信号の違い
や、マイクロホンの周波数特性の補正等がある。これら
の補正は、マイクロホンの違いによる音色の違いを補正
するためのもので必要がなければ補正しなくともよい。
このうちマイクロホンの周波数特性の補正は、本発明に
直接関係する補正ではないがもし補正が必要であれば演
算装置Ｂ８での処理を行う前に補正しなければならない
ものである。
って異なる特性を補正するためのものである。演算装置
Ａ７は、図２に示すように必ず演算装置Ｂ８の前に置か
れなければならない。これは、演算装置Ｂ８が、質量の
ある物体を駆動するための力の変化率の信号にもとの信
号から変換してしまうためこの演算処理を行った後で
は、たとえばロウパス、バンドパス、ハイパス等のフィ
ルタ等による特性の補正が行えなくなるためである。補
正の種類は、マイクロホンの種類による出力信号の違い
や、マイクロホンの周波数特性の補正等がある。これら
の補正は、マイクロホンの違いによる音色の違いを補正
するためのもので必要がなければ補正しなくともよい。
このうちマイクロホンの周波数特性の補正は、本発明に
直接関係する補正ではないがもし補正が必要であれば演
算装置Ｂ８での処理を行う前に補正しなければならない
ものである。
【００１８】演算装置Ｂ８は、マイクロホンから直接出
力された電力信号あるいは、演算装置Ａ７によって補正
された電力信号から、スピーカのように質量のある物体
を駆動するための電力信号を合成するものである。電気
信号の処理はアナログ、デジタルのいずれでも行える
が、この演算装置Ｂ８での処理は、もとの信号から微少
な値を取りだして扱うため、アナログによる処理では不
利な要素が多いことからデジタル処理での実施例を説明
する。演算装置Ｂ８は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジ
タル変換器）１０、減算器１１、乗算器１２、Ｄ／Ａ変
換器（デジタル／アナログ変換器）１３ならびに各処理
のタイミングをコントロールするトリガ９によって構成
する。
力された電力信号あるいは、演算装置Ａ７によって補正
された電力信号から、スピーカのように質量のある物体
を駆動するための電力信号を合成するものである。電気
信号の処理はアナログ、デジタルのいずれでも行える
が、この演算装置Ｂ８での処理は、もとの信号から微少
な値を取りだして扱うため、アナログによる処理では不
利な要素が多いことからデジタル処理での実施例を説明
する。演算装置Ｂ８は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジ
タル変換器）１０、減算器１１、乗算器１２、Ｄ／Ａ変
換器（デジタル／アナログ変換器）１３ならびに各処理
のタイミングをコントロールするトリガ９によって構成
する。
【００１９】各処理のタイミングをコントロールするト
リガ９は、微少時間あたりの変位を取り出すためのタイ
ミング（サンプリング時間）と処理のタイミングを各装
置に与えるものであり変換、演算はこのタイミング毎に
行われる。このときのサンプリング時間は、できるだけ
短い間隔であればあるほど精度がよくなる。尚、実施例
は、デジタル信号の受け渡しについては、パラレル渡し
としている。Ａ／Ｄ変換器１０は、トリガ９によって与
えられるタイミング毎にアナログ／デジタル変換を行
う。変換されたデジタル信号は、減算器に渡す。減算器
１１は、受け取ったデータを直前に受け取っていたデー
タで減算する。受け取ったデータは、次の減算のために
記憶する。減算した結果は、乗算器１１に渡される。乗
算器は、受けとった値にサンプリング時間の逆数を掛
け、得られたデータを、Ｄ／Ａ変換器１３に渡す。Ｄ／
Ａ変換器１３は、受け取ったデジタルデータをアナログ
データに変換する。尚、サンプリング時間は、小さけれ
ば小さいほど変換精度は向上するが、各変換処理や演算
処理が充分に行える時間でなければならない。
リガ９は、微少時間あたりの変位を取り出すためのタイ
ミング（サンプリング時間）と処理のタイミングを各装
置に与えるものであり変換、演算はこのタイミング毎に
行われる。このときのサンプリング時間は、できるだけ
短い間隔であればあるほど精度がよくなる。尚、実施例
は、デジタル信号の受け渡しについては、パラレル渡し
としている。Ａ／Ｄ変換器１０は、トリガ９によって与
えられるタイミング毎にアナログ／デジタル変換を行
う。変換されたデジタル信号は、減算器に渡す。減算器
１１は、受け取ったデータを直前に受け取っていたデー
タで減算する。受け取ったデータは、次の減算のために
記憶する。減算した結果は、乗算器１１に渡される。乗
算器は、受けとった値にサンプリング時間の逆数を掛
け、得られたデータを、Ｄ／Ａ変換器１３に渡す。Ｄ／
Ａ変換器１３は、受け取ったデジタルデータをアナログ
データに変換する。尚、サンプリング時間は、小さけれ
ば小さいほど変換精度は向上するが、各変換処理や演算
処理が充分に行える時間でなければならない。
【００２０】以上のような各装置で構成されたシステム
を用いれば本発明を実施する事ができる。
を用いれば本発明を実施する事ができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され以下の
効果がある。
効果がある。
【００２２】スピーカ等の電気音響変換器を使用し音を
再生する場合、必ず変換器には質量がある。本発明によ
って変換された信号を用いると、振動の制動を能動的に
行えることから音の倍音の比率をより忠実に再現するこ
とが可能になる。又、特に、衝撃音を再生するような場
合には、より忠実な再現効果がある。
再生する場合、必ず変換器には質量がある。本発明によ
って変換された信号を用いると、振動の制動を能動的に
行えることから音の倍音の比率をより忠実に再現するこ
とが可能になる。又、特に、衝撃音を再生するような場
合には、より忠実な再現効果がある。
【図１】従来の音の再生システムの概念図である。
【図２】演算装置Ａと演算装置Ｂの位置関係図である。
【図３】演算装置Ｂの原理図である。
１ マイクロホン ２ 振動板 ３ コイル ４ 磁石 ５ 増幅器 ６ スピーカ ７ 演算装置Ａ ８ 演算装置Ｂ ９ トリガ １０ Ａ／Ｄ変換器 １１ 減算器 １２ 乗算器 １３ Ｄ／Ａ変換器
【表１】
【表２】
Claims (1)
- 【請求項１】集音器（以下マイクロホンとする）で得ら
れた音の時系列の電気信号から、マイクロホンに与えら
れた力の変化の信号を時系列に演算によって求め、求め
た力の変化の信号を使用して音を再生する方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19691795A JPH0918989A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 原音再現方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19691795A JPH0918989A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 原音再現方式 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004314757A Division JP2005102262A (ja) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | 原音再現方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0918989A true JPH0918989A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=16365820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19691795A Withdrawn JPH0918989A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 原音再現方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0918989A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1379005A3 (de) * | 2002-06-04 | 2008-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Beeinflussen der Höhenwiedergabe eines Audiosignals |
| US10939199B2 (en) | 2017-07-19 | 2021-03-02 | Kota Takahashi | Signal generator for generating power change signal to drive speaker, speaker, speaker filter |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP19691795A patent/JPH0918989A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1379005A3 (de) * | 2002-06-04 | 2008-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Beeinflussen der Höhenwiedergabe eines Audiosignals |
| US10939199B2 (en) | 2017-07-19 | 2021-03-02 | Kota Takahashi | Signal generator for generating power change signal to drive speaker, speaker, speaker filter |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20041130 |