特許 6182762 低音ブーストデュアルリアルサラウンド３Ｄラジオ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6182762

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】低音ブーストデュアルリアルサラウンド３Ｄラジオ

(51)【国際特許分類】

   H04R 1/28 20060101AFI20170814BHJP

   H04R 3/12 20060101ALI20170814BHJP

   H04R 1/26 20060101ALI20170814BHJP

   H04R 1/32 20060101ALI20170814BHJP

   H04R 1/30 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   H04R1/28 310Z

   H04R3/12 Z

   H04R1/26

   H04R1/32 310Z

   H04R1/30 A

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-228142(P2015-228142)

(22)【出願日】2015年11月4日

(65)【公開番号】特開2017-92924(P2017-92924A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2016年1月18日

【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、権利譲渡・実施許諾の用意がある。

(73)【特許権者】

【識別番号】593196399

【氏名又は名称】佐藤 正志

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 正志

【審査官】 北原 昂

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０４２４２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｒ １／２０−１／４０

Ｈ０４Ｒ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステレオ放送手段に左マイクと右マイクの出力とともに中央マイク（指向性マイク）音源の出力信号を入力し、一方中央マイクからデジタル変換回路経由で第２プロセッサからＣ音源検出信号を多重データ放送手段に加え、ステレオ放送手段でラジオ放送局側が３マイク音源で放送する場合、ＦＭステレオチューナで第１のＭＰＸ回路で左チャンネルと右チャンネルを出力、ＦＭ多重信号検出によりＣ音源を検知するライブ音源切り換え手段とパスリレーでオンオフを切り替え、オンの場合、第２のＭＰＸ回路でＣ音源を含む左チャンネルと右チャンネルをを出力、第３プロセッサで分離したＣ音源の信号を検出後、センタースピーカアンプに入力、低音ブーストデュアルスピーカユニットで重低音を鳴らすとともにステレオスピーカアンプを経由して左スピーカと右スピーカから音を出すことを特徴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。

【請求項2】

スピーカネットワークの低音域において、Ｃ音源信号を入力端子から入力する場合、重低音を検出する低音域検出回路と第２エンコード回路を介して重低音域の検知信号を第１プロセッサに入力、第１のＤＡＣを介して電磁弁をオフ、閉じた状態にして高音域検出回路と第１エンコード回路で低音において高音域の検知信号を第１プロセッサに入力、電磁弁を開いた状態にして第１ウーファ―スピーカと第２ウーファースピーカを共鳴増強ダクト内の管の上下に設け、一方を共鳴増強ホーンとツィータを前面のスピーカネットに設け、反対方向に電磁弁を設け、共鳴増強ダクト側に共鳴低音取り入れ口を共鳴増強ホーン側に共鳴低音放出口を設けた音響スクリュー音響ダクトを共鳴増強ダクトの外周にコイル状に巻きつけた構造の音響エアコイル部を配置した低音ブーストデュアルスピーカユニットを本体の中央に設けることを特徴とする請求項１記載の低音ブーストリアルサラウンド３Ｄラジオ。

【請求項3】

左スピーカ及び右スピーカに向い合せるように配置する音反射板に圧電素子を取り付け、音反射板の一方を支点にして回転させＣ音源と第３プロセッサのＤ出力をともに第５プロセッサに、Ｃ音源と第４プロセッサのＭ出力を第６プロセッサに入力、それぞれの電圧比の出力を対応するオペアンプに入力、増幅後の出力を左右の音反射板に設けた圧電素子に加えることを特徴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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

【数1】

【数2】

【数3】

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

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。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【発明の効果】

【0014】

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。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の全体の構成図

【図2】本発明の音域ネットワークの回路図

【図3】本発明の電磁弁の開閉時の振動数の変化を示す図

【図4】本発明の音響エアコイル部の詳細図

【図5】図４の断面図

【図6】３マイク音源収録部の図

【図7】３Ｄサラウンドラジオ送受信の構成図

【図8】音反射板の音偏向制御図

【図9】スピーカ全体の構成図

【図10】本発明の音偏向部の詳細図

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【符号の説明】

【0036】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】