JP5180207B2 - 音響トランスデューサアレー信号処理 - Google Patents
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Description
100R 右アレー
102 リスナ
103 リスニング環境
104 左外側
106 左内側
108 右内側
110 右外側
112 ヌル軸
114 ヌル軸
116 ヌル軸
118 左知覚軸
120 右知覚軸
Claims (43)
- トランスデューサ(104,106;108,110)の第1及び第2アレー(100L,100R)と、
前記第1及び第2アレー(100L,100R)の前記トランスデューサ(104,106;108,110)に出力信号及びクロスフィード信号を提供するために入力信号(204,502)上で動作するフィルタ(202,304,306,310,312,314,402,404,504,506,514)と、
を具備し、
(a)前記第1アレー(100L)の複数のトランスデューサ(104,106)は、第1周波数範囲内で相殺的干渉を生成し、
(b)前記第1アレー(100L)の前記トランスデューサ(104,106)は、第2周波数範囲内で前記第1トランスデューサ(104)のみが動作し、かつ
(c)前記第1アレー(100L)の第1トランスデューサ(104)、及び前記第2アレー(100R)の第1トランスデューサ(110)は、第2周波数範囲内で相殺的干渉を生成することを特徴とする装置。 - 前記第1周波数範囲は、対応する波長が前記第1アレー(100L)内の前記トランスデューサ(104,106)の間の間隔の2倍より大きい周波数範囲を具備することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1周波数範囲はまた、対応する波長が前記第1及び第2アレー(100L,100R)の間の間隔の2倍より小さい1つであることを特徴とする請求項1又は2に記載の装置。
- 前記第2周波数範囲は、対応する波長が前記第1及び第2アレー(100L,100R)の間の間隔の2倍より大きい周波数範囲を具備することを特徴とする請求項1−3の1つ又は複数に記載の装置。
- 前記第1周波数範囲は、概ね1kHz及び概ね3kHzの間の周波数を具備することを特徴とする請求項1−4の1つ又は複数に記載の装置。
- 前記第2周波数範囲は、概ね1kHzより下の周波数を具備することを特徴とする請求項1−5の1つ又は複数に記載の装置。
- 前記第1周波数範囲は、高域周波数及び低域周波数の間の周波数を具備するとともに、前記フィルタは、
直列接続され、前記第1アレー(100L)の第2トランスデューサ(106)に出力信号を提供する、前記高域周波数にコーナー周波数を具備する反転ローパスフィルタ(202)及び前記低域周波数にコーナー周波数を具備するハイパスフィルタ(310)と、
ハイパスフィルタ(310)と同位相にされるとともに、前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)に出力信号を提供するオールパスフィルタ(302)と、
を具備することを特徴とする請求項1−6の1つ又は複数に記載の装置。 - 前記フィルタは、前記第1アレー(100L)の前記第2トランスデューサ(106)への出力信号を、前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)への出力信号に相対的に遅延するように構成されていることを特徴とする請求項1−7の1つ又は複数に記載の装置。
- 前記フィルタは、前記入力信号が前記第1周波数範囲内にあるときに、前記第2アレー(100R)の前記トランスデューサ(108,110)への前記クロスフィード信号を減衰することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1周波数範囲は、高域周波数及び低域周波数の間の周波数を具備するとともに、前記フィルタは、
前記低域周波数でコーナー周波数を具備するとともに前記第2アレー(100R)にクロスフィード信号を提供するローパスフィルタ(306)と、
前記ローパスフィルタ(306)と同位相にされるとともに、前記第1アレー(100L)に出力信号を提供するオールパスフィルタ(304)と、
を具備することを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 前記第2周波数範囲は、第1高域周波数より下の周波数を具備するとともに、前記フィルタは、
前記高域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、前記第2アレー(100R)にクロスフィード信号を提供する反転ローパスフィルタ(306)と、
前記反転ローパスフィルタ(306)と同位相にされるとともに、前記第1アレー(100L)に出力信号を提供するオールパスフィルタ(304)と、
を具備することを特徴とする請求項1−8の1つ又は複数に記載の装置。 - 前記フィルタは、前記入力信号が、前記第2周波数範囲内にあるときに、前記第1アレー(100L)の第2トランスデューサ(106)への出力信号を減衰することを特徴とする請求項1−6の1つ又は複数に記載の装置。
- 前記第2周波数範囲は、第1高域周波数より下の周波数を具備するとともに、前記フィルタは、
前記第1高域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、前記第1アレー(100L)の前記第2トランスデューサ(106)に出力信号を提供する第1ハイパスフィルタ(310)と、
前記ハイパスフィルタ(310)と同位相にされるとともに、前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)に出力信号を提供する第1オールパスフィルタ(302)と、
前記第1オールパスフィルタ(302)と同位相にされるとともに、前記第2アレー(100R)の前記第1トランスデューサ(110)にクロスフィード信号を提供する第2オールパスフィルタ(314)と、
を具備することを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 前記フィルタは、
前記第1高域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、前記第2アレー(100R)の第2トランスデューサ(108)にクロスフィード信号を提供するとともに、前記第2オールパスフィルタ(314)と同位相にされた第2ハイパスフィルタ(312)をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の装置。 - 前記フィルタは、前記第1高域周波数より低い第2高域周波数より下の周波数を具備する追加周波数範囲内で、前記第1及び第2アレー(100L,100R)の前記第2トランスデューサ(106;108)に出力信号及びクロスフィード信号を提供することを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記フィルタは、
前記第2高域周波数にコーナー周波数を具備するとともに、前記第1及び第2アレー(100L,100R)の各々の前記第2トランスデューサ(106;108)に、それぞれ、出力信号及びクロスフィード信号を提供する第1及び第2ローパスフィルタ(402,404)と、
前記第1及び第2ローパスフィルタ(402,404)にそれぞれ、及び互いに、位相が一致するとともに、それぞれ、第1及び第2アレー(100L,100R)の各々の前記第1トランスデューサ(104;110)に、それぞれ出力信号及びクロスフィード信号を提供する第1及び第2オールパスフィルタ(302,314)と、
を具備することを特徴とする請求項15に記載の装置。 - 前記フィルタは、また、第1及び第2アレー(100L,100R)の前記トランスデューサ(104,106;108,110)に、
(d)第3周波数範囲内では、前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)のみが動作する
ように出力信号及びクロスフィード信号を提供することを特徴とする請求項1−6の1つ又は複数に記載の装置。 - 前記第3周波数範囲は、対応する波長が前記第1アレー(100L)内の前記トランスデューサ(104,106)の間の間隔の2倍より小さい周波数範囲を具備することを特徴とする請求項17に記載の装置。
- 前記第3周波数範囲は、概ね3kHzより高い周波数を具備することを特徴とする請求項17又は18に記載の装置。
- 前記第3周波数範囲は、低域周波数より上の周波数を具備するとともに、前記フィルタは、入力信号が前記低域周波数より高いときに、前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)を動作させるとともに、前記第1アレー(100L)の第2トランスデューサ(106)への出力信号を減衰するように構成されていることを特徴とする請求項17−19の1つ又は複数に記載の装置。
- 前記フィルタは、
前記低域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、前記第1アレー(100L)の前記第2トランスデューサ(106)に出力信号を提供するローパスフィルタ(202)
を具備することを特徴とする請求項17−20の1つ又は複数に記載の装置。 - 前記フィルタは、前記入力信号が前記第3周波数範囲内にあるときに、前記第2アレー(100R)の前記トランスデューサ(108,110)へのクロスフィード信号を減衰するようにさらに構成されていることを特徴とする請求項17−20の1つ又は複数に記載の装置。
- 前記フィルタは、
前記低域周波数にコーナー周波数を具備するとともに、前記第1アレー(100L)の前記第2トランスデューサ(106)に出力信号を提供する第1ローパスフィルタ(202)と、
前記低域周波数に又はそれより下にコーナー周波数を具備するとともに、前記第2アレー(100R)にクロスフィード信号を提供する第2ローパスフィルタ(306)と、
前記第2ローパスフィルタ(306)と同位相にされるとともに、前記第1アレー(100L)に出力信号を提供するオールパスフィルタ(304)と、
を具備することを特徴とする請求項22に記載の装置。 - 前記フィルタは、
前記第1アレー(100L)の第1合計入力に出力信号を提供する第3オールパスフィルタ(304)と、
前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)への入力に、出力信号を提供する第1オールパスフィルタ(302)と、
前記第1アレー(100L)の前記第2トランスデューサ(106)への第1合計入力に出力信号を提供する、直列接続された第1ローパスフィルタ(202)及び第1ハイパスフィルタ(310)と、
前記第1アレー(100L)の前記第2トランスデューサ(106)への第2合計入力に出力信号を提供する第3ローパスフィルタ(404)と、
クロスフィード信号を、前記第2アレー(100R)の第1合計入力に提供する第2ローパスフィルタ(306)と、
前記第2アレー(100R)の前記第1トランスデューサ(110)への入力に、クロスフィード信号を提供する第2オールパスフィルタ(314)と、
前記第2アレー(100R)の前記第2トランスデューサ(108)への第1合計入力にクロスフィード信号を提供するとともに直列接続された第4ローパスフィルタ(514)及び第2ハイパスフィルタ(312)と、
前記第2アレー(100R)の前記第2トランスデューサ(108)への第2合計入力にクロスフィード信号を提供する第5ローパスフィルタ(402)と、
を具備する請求項17−20の1つ又は複数に記載の装置。 - 前記第3及び第5ローパスフィルタ(404,402)は低域周波数でコーナー周波数を具備し、
前記第2ローパスフィルタ(306)及び前記第1及び第2ハイパスフィルタ(310,312)は、中間域周波数にコーナー周波数を具備し、かつ、
第1及び第4ローパスフィルタ(202,514)は、高域周波数にコーナー周波数を具備することを特徴とする請求項24に記載の装置。 - 前記フィルタは、
前記第1アレー(100L)の第2合計入力にクロスフィード信号を提供する第6ローパスフィルタ(506)と、
前記第2アレー(100R)の第2合計入力に出力信号を提供する第4オールパスフィルタ(504)と、
をさらに具備するとともに、
第1信号入力は、前記第3オールパスフィルタ(304)及び前記第2ローパスフィルタ(306)に接続されるとともに、
第2信号入力は、前記第4オールパスフィルタ(504)及び前記第6ローパスフィルタ(506)に接続されることを特徴とする請求項24又は25に記載の装置。 - 前記第1入力信号は左チャネル入力であるとともに、前記第2入力信号は右チャネル入力であることを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記フィルタは、また、前記第1及び第2アレー(100L,100R)の前記トランスデューサ(104,106;108,110)に、
(d)前記第1アレー(100L)の前記トランスデューサ(104,106)は、追加周波数範囲内で単一の音響ソースとして振舞い、
(e)前記第1アレー(100L)の複数のトランスデューサ(104,106)、及び前記第2アレー(100R)の複数のトランスデューサ(108,110)は、前記追加周波数範囲内で相殺的干渉を生成する
ように、出力信号及びクロスフィード信号を提供することを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記追加周波数範囲は、概ね550Hzより下の周波数を具備することを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 前記フィルタは、また、前記第2及び第1アレー(100R,100L)の前記トランスデューサ(108,110;104,106)に、
(d)前記第2アレー(100R)の複数のトランスデューサ(108,110)は、前記第1周波数範囲内で相殺的干渉を生成し、
(e)前記第2アレー(100R)の前記トランスデューサ(104,106)は、前記第2周波数範囲内で前記第1トランスデューサ(104)のみが動作し、かつ
(c)で、前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)、及び前記第2アレー(100R)の前記第1トランスデューサ(110)は、前記第2周波数範囲内の前記第1入力信号及び前記第2入力信号の両方をベースとして、相殺的干渉を生成するように、出力信号及びクロスフィード信号を提供するように第2入力信号上で動作することを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記第1入力信号は左信号であるとともに、前記第2入力信号は右信号であることを特徴とする請求項30に記載の装置。
- 前記フィルタ(202,304,306,310,312,314,402,404,504,506,514)は、
(d)前記第1アレー(100L)の前記トランスデューサ(104,106)は、前記第1及び第2周波数範囲内で、それぞれ、実質的に異なる角度の相殺的干渉を生成する
ように、前記第1及び第2アレー(100L,100R)の前記トランスデューサ(104,106;108,110)に出力信号及びクロスフィード信号を提供するように、入力信号(204,502)上で動作し、
前記第1アレーを駆動する第1信号と前記第2アレーを駆動する第2信号とは同一でないことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - (a)前記第1アレー(100L)のトランスデューサ(104,106)は、第1周波数範囲内で相殺的干渉を生成し、
(b)前記第1アレー(100L)のトランスデューサ(104,106)は、第2周波数範囲で前記第1トランスデューサ(104)のみが動作し、かつ
(c)前記第1アレー(100L)の第1トランスデューサ(104)及び前記第2アレー(100R)の第1トランスデューサ(110)が、前記第2周波数範囲内で相殺的干渉を生成する
ように入力信号をフィルタするとともに、前記第1及び第2アレー(100L,100R)のトランスデューサ(104,106;108,110)を駆動するために、フィルタされた前記信号を、出力信号及びクロスフィード信号として、物理的に離間されたトランスデューサの第1及び第2アレー(100L,100R)に分配する段階と、
を具備することを特徴とする方法。 - 前記第1周波数範囲は、対応する波長が前記第1アレー(100L)内の前記トランスデューサ(104,106)の間の間隔の2倍より大きい周波数範囲を具備することを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記第1周波数範囲は、また、対応する波長が前記第1及び第2アレー(100L,100R)の間の間隔の2倍より小さい1つであることを特徴とする請求項33又は34に記載の方法。
- 前記第2周波数範囲は、対応する波長が前記第1及び第2アレー(100L,100R)の間の間隔の2倍より大きい周波数範囲を具備することを特徴とする請求項33−34の1つ又は複数に記載の方法。
- 前記第1周波数範囲は、概ね1kHz及び概ね3kHzの間の周波数を具備することを特徴とする請求項33−36の1つ又は複数に記載の方法。
- 前記第2周波数範囲は、概ね1kHzより下の周波数を具備することを特徴とする請求項33−37の1つ又は複数に記載の方法。
- 出力信号及びクロスフィード信号は、また、
(d)第3周波数範囲内では、前記第1アレー(100L)の前記第1トランスデューサ(104)のみが動作する
ように、前記第1及び第2アレー(100L,100R)のトランスデューサ(104,106;108,110)を駆動することを特徴とする請求項33−38の1つ又は複数に記載の方法。 - 前記第3周波数範囲は、対応する波長が前記第1アレー(100L)内の前記トランスデューサ(104,106)の間の間隔の2倍より小さい周波数範囲を具備することを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記第3周波数範囲は、概ね3kHzより高い周波数を具備することを特徴とする請求項39又は40に記載の方法。
- 出力信号及びクロスフィード信号は、また、
(d)前記第1アレー(100L)のトランスデューサ(104,106)は、追加周波数範囲で単一の音響ソースとして振舞い、かつ
(e)前記第1アレー(100L)のトランスデューサ(104,106)、及び前記第2アレー(100R)のトランスデューサ(108,110)は、前記追加周波数範囲内で相殺的干渉を生成する
ように、前記第1及び第2アレー(100L,100R)のトランスデューサ(104,106;108,110)を駆動することを特徴とする請求項33−38の1つ又は複数に記載の方法。 - 前記追加周波数範囲は、概ね550Hzより下の周波数を具備することを特徴とする請求項42に記載の方法。
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