JPS63206100A - マルチウエイスピ−カ装置 - Google Patents

マルチウエイスピ−カ装置

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JPS63206100A
JPS63206100A JP3938087A JP3938087A JPS63206100A JP S63206100 A JPS63206100 A JP S63206100A JP 3938087 A JP3938087 A JP 3938087A JP 3938087 A JP3938087 A JP 3938087A JP S63206100 A JPS63206100 A JP S63206100A
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JP
Japan
Prior art keywords
signal path
signal
filter
circuit
speaker
Prior art date
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Application number
JP3938087A
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English (en)
Inventor
Noboru Okino
登 興野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はマルチウェイスピーカ装置2%に複数のスピ
ーカによって作られる合成音圧の主極大方向を、スピー
カの軸方向に向けることKよって。
自然な音質を得るものに関する。
〔従来の技術〕
マルチウェイスピーカ装置により、スピーカ装置の前方
にいる聴取者に対し自然な音質゛の音響再生を行うため
には、その高音用、低音用等の複数のスピーカによって
作られる合成音圧の主極大方向を、スピーカの軸方向、
つまり聴取者の方向に向ける必要がある。
例えば第5図はこのような要求に答えるものとして、特
開昭59−131293号に示されたマルチウェイスピ
ーカ装置の基本構成を示すブロック図である。図におい
て、 fi4は共通の入力信号路から分岐した第1の信
号路(IIK設けられたベッセル形(定遅延形)の低域
通過フィルタ、(2)は@2の信号路131 K設けら
れ、このフィルタIと同じ一定遅延時間(lを有する遅
延回路、(4;はこの遅延回路(2)の出力から上記フ
ィルタIの出力を減算する減算回路、(5)はこの減算
回路(4)の出力を音響再生する高音用スピーカ、(6
)は上記フィルタ0着の出力を音響再生する低音用スピ
ーカである。
このような構成のマルチウェイスピーカ装置においては
、入力された音響信号のうち、低域信号TL(S)が低
音用スピーカ(6)から、またこの低域信号TL(81
を入力信号から減算して得られる高域信号TH(81が
高音用スピーカ(51からそれぞれ再生される。
第6図はこのTL(81とT■(81の振幅および位相
特性を示しe  M5L e  M2Rはフィルタ+1
4&c5次のベッセル形低域通過フィルタを用いた場合
のTL(81゜TH(Slの振幅、φL5.φ−はその
時の位相を示す。
なお、上記(81のSはを累周仮数(s=δ+jw) 
 である。
ここで特開昭59−131293号にも記述のとおり。
マルチウェイスピーカ装置が自然な音響再生を行うため
には、  TL(81とTH(81の和について電融位
相特性を有するとともに、クロスオーバー周波数付近で
はTL(81とTHTSIの位相を同相とし、別のスピ
ーカからでる同じ周波数の音の合成音圧の主極大方向を
スピーカの軸方向と一致させる必要がある。
上記のマルチウェイスピーカ装置においては、遅延回路
+21を設け、かつフィルタにベッセル形(定遅延形)
を用いたので、  TL(81とTH(81の相和つい
ては第5図から TL(Sl+ TH(Sl= TI、(Sl+ (e−
τS−TL、(Sl ) =: e−τS−・・−(1
1と直線位相特性を示し、また第6図かられかるように
φL5とφH5はクロスオーバー周波数付近(x=0.
6〜1.2)で φt、S中φH5・・・・・・曲・曲(2)とほぼ同相
である。従って第7図に示すように両スピーカ(51,
fi+からの音の合成音圧t1Sの主極大方向は図中の
バッフル面αe前方にのびる中心軸(スピーカの軸)方
向と一致し、自然な音質の音響再生を提供するものとな
っている。
〔発明が解決しようとする間和点〕
上記のような従来のマルチウェイスピーカ装置では、複
数のスピーカに加えられる信号が、クロスオーバー周波
数付近ではほぼ同相となり、従って別々のスピーカから
でる同一周波数の音の合成音圧の主極大方向は、スピー
カの軸方向と一致する。しかしながら9例えば第6図中
のクロスオーバー周波数付近を少し離れた1、5<x<
2の領域においては、低域振幅ML5が十分減衰してい
ないうちにφL5とφH5の位相差が激増しているので
合成音圧の主極大方向が必ずしもスピーカの軸方向とは
一致せず、ある角度を持った斜めの方向にずれるため、
自然な音質が得られないという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、より広い周波数帯域に対して、複数のスピーカで再
生される合成音圧の主極大方向がスピーカの軸方向と一
致するようKしたマルチウェイスピーカ装置を得ること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るマルチウェイスピーカ装置は。
共通の信号路から分岐して設けられた第1.第2の信号
路、この第1の信号路中に設けられた直線位相FIR形
ディジタルフィルタ、第2の信号路中に設けられこの第
2の信号路の遅延時間が第1の信号路の遅延時間に対応
するような遅延時間を有する遅延回路、この遅延回路の
出力信号から上記フィルタの出力信号を減する減算回路
、この減算回路および上記フィルタの出力にそれぞれ応
答するスピーカを備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、第1の信号路中に直線位相FIR
形ディジタルフィルタを設けることにより。
このディジタルフィルタからの出力信号と、第2の信号
路中の遅延回路の出力信号から上記ディジタルフィルタ
の出力信号を減じた信号との位相を。
広範な周波帯域九対して同一にでき、もってそれぞれの
信号に応答するスピーカで音響再生される合成音圧の主
極大方向を、スピーカの軸方向と一致させることができ
る。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示すマルチウェイスピー
カ装置のブロック図である。図において(1)〜(6)
は上記従来例と同様のものである。(7)は低域通過フ
ィルタであり、以下のものから構成さnている。すなわ
ち、(8)はA/D変換器、(9)はこのA/D変換器
(8:からのディジタル信号をフィルタ処理するFIR
形ディジタルフィルタ、 +l[IはこのFIR形ディ
ジタルフィルタ(9)に与える係数を発生する係数発生
回路、allはD/人変換器である。なおこの実施例に
おいて、第1の信号路(1)、第2の信号路(31とは
、この2つが分岐した点から減算回路(4)へのそれぞ
れの入力点までのことであり、その中には低域通過フィ
ルタ(7)、または遅延回路(2)のみが設けられてい
る。従って遅延回路(2)の遅延時間は、第2の信号路
131の遅延時間を第1の信号路(11の遅延時間に対
応させるべく、低域通過フィルタ(71の遅延時間と等
しくなるように設定されている。
このように構成されたマルチウェイスピーカ装置におい
ては、入力さnた前書信号のうち、低域通過フィルタ(
7)による低域信号J、(ejΩ)が低音用スピーカ(
6)から、またこの低域信号をもとの信号から減じた高
域信号HH(e jΩ)が高音用スピーカ(51から貴
書再生される。ところでFIR形ディジタルフィルタ(
91の周波数特性H(ejΩ)は、「ディジタル信号処
理」奇弁を者(産報)に示されるように次式で表わされ
る。
ここで、Ωは角周波数、  2Mはインパルスレスポン
スのサンプル総数、α−はディジタルフィルタの係数で
ある。131式かられかるようKH(ejΩ)の位相特
性φ(Q)は φ(Q) = −ytΩ     ・・・・・・・・・
・・・・・・141となって直膨位相(遅延一定)を示
していることが坤解される。また振幅特性IH(ejΩ
)1はであり、フーリエ余弦級数の部分和の絶対イ鋤と
いう形で、任意の振幅特性を近似できることがわかる。
そこで、上記実施例において、遅延回路(2)の遅延時
間を低域通過フィルタ(7)の遅延時間と等しくなるよ
うに設定し、即ち位相特性を等しくシ、低域信号Ht、
 (ejΩ)、高域信号H)I (ejΩ)を表わすと
HH(ejΩ)=e−jMΩ−Ht、(ejΩ)〕 ・・・・・・(7) となる。またこれらの和は HL (ejΩ)+IIH(ejΩ) == 6−Mo
     曲曲曲(8:となり、直軸位相特性を示す。
上記HしくejΩ)。
HH(ejΩ)の位相特性をφL(Ω)、φH(Ω)と
すると。
(6)式、(7)式から φL(Ω)=−MQ     ・・・・・・・・・・・
・+91φH(Ω)=(・・聞・曲・(IQ であるから9両信号の位相は実質的に全周波数帯域に渡
って同相となる。従ってこのマルチウェイスピーカ装置
においては、高音用スピーカ(51と低音用スピーカー
6)による合成音圧の主極大方向は。
常にスピーカの軸方向と一致すること圧なる。
また、従来のベッセル形フィルタを用いたものは、高域
信号の振1−特性がフィルタの次数に無関係に一12d
B10Ctの遮断特性(第6図参照)をもち、減衰の傾
きが不足していたが、この発明によればこれを急峻なも
のにすることができる。すなわち、 H4,(eJΩ)
、  HH(ejΩ)の振幅特性をGLcQ)。
GH(Ω)と表わすと、C6)式、(7)式よりとなる
。cl、(Ω)は151式で述べたよ5に任意の遮断特
性(掘−特性)を近似することができるので。
例えば−38dB10C1,の遮断特性を有する次の特
性を近似したと考える。
するとGH(Ω)は と表わされ、このaH(Ω)は36dB10ct、の急
峻な遮断特性を有する。第2図(al、 (blはそれ
ぞれリニア軸、対数軸でのこの遮断特性を示し、この図
からもわかるようにGL(Ω)ばかりでなくGo(Ω)
も急峻であるため、各スピーカに加わる不要な高域また
は低域成分を十分圧遮断できる。
ところでこの発明は上記実施例忙限られず2例えば第3
図に示すようにMo変換器(81のディジタル出力信号
をFIR形ディジタルフィルタ(9−と、遅延回路(2
)に分岐するようにしてもよい。この場合遅延回路(2
)および減算回wT141もディジタル回路で実現され
、各スピーカ(51,+61にはD/人変換器(11a
ps(11b)からのアナログ信号が加えられる。さら
にこの発明は3ウ工イ方式以上のものくも適用し得るも
のである。wJ4図は3ウ工イ方式のものを示し、(シ
〜αυは上記実施例と同様のものである。(2a) *
(2b)は遅延回路=  (4a)* (ab)は減算
回路、 aaは中域以下の信号を通過させるフィルタで
あり、低域通過フィルタ())と同様の構成となってい
る。a3は中音用スピーカである。この場合、遅延回路
(2b)は上記フィルタα2と等しい遅延時間を有し、
もう一つの遅延回路υは、上記フィルタロzの遅延時間
を加えると低域通過フィルタ(71の遅延時間と等しく
なるような遅延時間を有している。この3ウ工イ方式に
おいても、低域通過フィルタ(7)からの低域信号、中
域以下の信号からこの低域信号を減じてなる中域信号、
入力信号から中域以下の信号を減じてなる高域信号は全
て同相となるものである。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、共通の信号路を分岐し
て設けられた第1の信号路に直線位相FIR形ディジタ
ルフィルタを、また第2の信号路にはこの信号路の遅延
時間が第1の信号路の遅延時間に対応するような遅延時
間を有する遅延回路をそれぞれ設け、この遅延回路の出
力信号から上記ディジタルフィルタの出力信号を減する
減算回路と、この減算回路および上記ディジタルフィル
タの出力にそれぞれ応答するスピーカーを備えたので、
各スピーカーから再生さnる音の合成音圧の主極大方向
が広範な周波数帯域にわたってスピーカの軸方向と一致
し、自然な音質の前書再生を行うことができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すマルチウェイスピー
カ装置のブロック図、第2図はその振幅特性の一例を示
す特性図、第3図はこの発明の他の実施例を示すブロッ
ク図、第4図は別の他の実施例を示すブロック図、第5
図は従来のマルチウェイスピーカ装置の構成を示すブロ
ック図、第6図はその周波数特性の一例を示す特性図、
第7図は2つのスピーカの合成音圧の主極大方向を示す
説明図である。 図において、(1)は第1の信号路、(2)は遅延回路
。 (31は第2の信号路、(41は減算回路、(51は高
音用スピーカ、(61は低音用スピーカ、(7)は低域
通過フィルタ、(8:は人/D変換器、(9)はFIR
形ディジタルフィルタ、αGは係数発生回路、αυはD
/人変換器である。 なお9図中同一符号は同一または相当部分を示す。 第 1 図 第 2 図 (a) (b) 第3図 第 5 図 841m 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 共通の信号路から分岐して設けられた第1および第2の
    信号路、この第1の信号路中に設けられた直線位相FI
    R形ディジタルフィルタ、上記第2の信号路中に設けら
    れ、この第2の信号路の遅延時間が上記第1の信号路の
    遅延時間と対応するような遅延時間を有する遅延回路、
    この遅延回路の出力信号から上記ディジタルフィルタの
    出力信号を減算する減算回路、この減算回路の出力およ
    び上記ディジタルフィルタの出力にそれぞれ応答するス
    ピーカを備えたマルチウェイスピーカ装置。
JP3938087A 1987-02-23 1987-02-23 マルチウエイスピ−カ装置 Pending JPS63206100A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006014367A (ja) * 2005-08-05 2006-01-12 Pioneer Electronic Corp 音声データ処理方法
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JP2009194877A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Sharp Corp 音声信号変換装置、音声信号変換方法、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体

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