WO2019016881A1 - スピーカを駆動するための力の変化の信号を生成する信号生成装置、スピーカ、スピーカ用フィルタ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates generally to an apparatus for reproducing sound using a speaker.
- the present invention provides a signal generation device, a speaker, and a filter for the speaker in consideration of these problems.
- the original sound reproduction method that handles the signal of change in power can obtain better results than the conventional method of amplifying the sound signal as it is and driving the speaker.
- the inventor of the applicant has found that the effects of resistance and friction are different between acceleration and deceleration. Therefore, the signal of the change of the force is calculated separately considering the influence of resistance and friction at the time of acceleration and deceleration, and a signal for vibrating the speaker more accurately is generated.
- a signal for driving the speaker is specified based on an audio signal at every minute interval, at the time of acceleration in which the speaker pushes air in a predetermined direction and at the time of deceleration in the opposite decelerating movement.
- a signal generation device for obtaining an audio signal by an operation of an audio signal input unit for inputting an audio signal at every minute interval, an operation unit for operating a signal for driving the speaker, and a drive signal for outputting a signal for driving the speaker
- An output unit is provided, and the calculation unit is configured such that the coefficient for obtaining the drive signal at the time of acceleration is different from the coefficient for obtaining the drive signal at the time of deceleration.
- the sound signal it is determined from the sound signal whether it is a signal at the time of acceleration or a signal at the time of deceleration as an example, and if it is determined as a result of the determination, the time of acceleration is A predetermined acceleration factor is multiplied by the calculated value of the force change signal. If it is determined that the vehicle is at the time of deceleration, the same factor for deceleration at the same time is multiplied by the calculated value of the signal of change in force. The time series values thus obtained are used to generate a signal for driving the loudspeaker.
- the method for determining whether the vehicle is accelerating or decelerating is to immediately determine the magnitude of the immediately preceding value and the immediately following value between the absolute values of the signal of the digitized sound with a digitization adjacent in time series. If the value of is larger, it is determined that the acceleration is in progress, and if the value immediately before is larger, it is determined that the deceleration is in progress. If the value is 0 before or after, or the same value can not be determined at all, it is not possible to determine whether acceleration or deceleration is in progress, so the value to be multiplied when calculating the change signal of force is increased A value smaller than the speed multiplication value and an absolute value larger than the deceleration value should be multiplied by a predetermined value.
- the speaker Since the determination of the value to be multiplied during acceleration and deceleration is to determine the optimum value for each speaker, the speaker is specified and the frequency is between the upper limit and the lower limit of the band reproduced by the speaker using the oscillator actually. Several coefficients are tried to give the best value by listening or measuring the effect and checking.
- the signal is +6 dB / oct in the band to be reproduced.
- the characteristics of the loudspeaker itself driven using this signal have a characteristic of approximately -6 dB / oct to the band to be reproduced and a frequency component higher than the signal band of the sound to be reproduced It is necessary to create one that does not have a circuit or mechanism aimed at removing the
- the signal by the signal generation device of the present invention uses the signal of change in force during acceleration and deceleration as the signal for driving, it must be a speaker adjusted on the premise that this signal is supplied. .
- An apparatus for generating a signal of the present invention and a speaker having a characteristic of -6 dB / oct with respect to a band for reproducing sound can be realized by combining through an amplifier.
- the combination may be integrated, defined as a combination, or may be in the form of being packaged for the user to connect and use.
- the frequency characteristic of -6 dB / oct with respect to the target band for reproducing the sound of the speaker may be approximately -6 dB / oct if it is difficult to create precisely.
- a device that generates a signal of the present invention by applying a filter processing of -6 dB / oct to a sound signal to be reproduced in a frequency band to be reproduced and a conventional speaker device via an amplifier It can also be realized in combination.
- the combination may be integrated, defined as a combination, or may be in the form of being packaged for the user to connect and use.
- a multi-amplifier system in which an amplifier is provided for each unit is used to eliminate the component for frequencies higher than the target band for reproducing sound.
- the high cut filter must not be equipped as a circuit or mechanism.
- the signal output from the apparatus for generating the signal of the present invention contains very high frequency component elements necessary to drive the speaker. Therefore, care must be taken because a circuit or mechanism for removing this component does not have a sufficient effect.
- the present invention has the following effects.
- the conventional sound reproducing apparatus has attempted to drive the speaker by amplifying the sound signal as it is.
- a method of reproducing more faithful sound by using a signal of change in force when vibrating a heavy diaphragm or air itself has been devised as an original sound reproduction method.
- the device described in the claims of the present invention it is possible to cope with resistance and friction, and as a result, the fidelity of the sound to be reproduced is further improved.
- an apparatus using a dedicated speaker for the present invention an ideal effect can be obtained.
- even when using a conventional speaker although the effect is inferior to that of a dedicated speaker, it is possible to inherit and use know-how on long-term durability and the like.
- FIG. 1 shows a block diagram of a signal generator according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram of a digital signal processor. It is a graph which shows an input signal and an output signal. It is a flowchart which shows the method of the calculation which an arithmetic unit implements.
- FIG. 1 is a block diagram showing a signal generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
- This signal generation device is a device for calculating a signal of change in force for driving a speaker from a sound signal, and it is a direction to push air (hereinafter referred to as acceleration) and a direction opposite thereto (hereinafter referred to as When calculating the force required for decelerating), generate a signal for driving the speaker corresponding to the influence of resistance and friction as follows (hereinafter referred to as force signal generating device) .
- the difference data is obtained in time series by sequentially subtracting the immediately preceding value from the value immediately after between adjacent data. It is determined whether the obtained difference data is data at acceleration or deceleration. As a result of the determination, if it is time to accelerate, if it is the time to decelerate as a result of determination, the difference data is multiplied by the difference data to drive the time series speaker I assume.
- the force signal generator of the present embodiment is a digital signal processor (hereinafter referred to as DSP 3) that executes a determined program. Referring to the entire system for reproducing sound (FIG. 1), a DSP 3 which is a force signal generator is interposed between the preamplifier 2 and the power amplifier 4. The reproduction system further includes a microphone 1 for outputting a signal to the preamplifier 2 and a speaker 5 for inputting a drive signal from the power amplifier 4.
- DSP 3 digital signal processor
- FIG. 2 is a block diagram of a digital signal processor.
- the inside of the DSP 3 is roughly divided into three mechanisms (blocks), each of an A / D converter (conversion mechanism) 7, an arithmetic unit (calculation mechanism) 9, and a D / A converter ( Conversion mechanism) 11.
- the DSP 3 also has a sound input signal terminal 6 and is input to the A / D converter 7.
- An output signal of the A / D converter 7 is input to the computing unit 9 through the digital signal bus 8.
- the output signal of the computing unit 9 is input to the D / A converter 11 via the digital signal bus 10, and the output signal of the D / A converter 11 is output from the speaker drive signal output terminal 12 to the speaker 5 It is done.
- the sound signal to be reproduced is an analog signal, it is converted from analog to digital by the A / D converter 7 of FIG.
- the sampling frequency when the A / D converter 7 performs A / D conversion is currently various, such as 44.1 kHz, 48 kHz, 96 kHz, and 192 kHz.
- Arithmetic unit 9 carries out calculation according to the following procedure with respect to a time-series sound signal as a value digitized by sampling.
- the signal generating apparatus of this embodiment is intended for digital audio signals, and performs predetermined calculations based on audio signals at minute intervals.
- the predetermined calculation is the original sound reproduction method as described above, and as described below, at the time of acceleration in which the speaker displaces air in a predetermined direction and at the time of deceleration in which the reverse movement of deceleration is performed, A signal for driving each of the speakers is obtained by a predetermined calculation.
- the DSP 3 includes an audio signal input unit for inputting an audio signal at minute intervals, an operation unit for operating a signal for driving the speaker, and a drive signal output unit for outputting a signal for driving the speaker.
- the A / D converter 7 corresponds to an audio signal input unit
- the arithmetic unit 9 corresponds to an arithmetic unit
- the D / A converter 11 corresponds to a drive signal output unit.
- the drive signal output unit may include the power amplifier 4.
- FIG. 3 is a graph showing an input signal and an output signal.
- the horizontal axis is a time axis
- the vertical axis is a unit of velocity (cm / sec) for the input signal 13.
- the microphone 1 is classified into a speed detection type and a sound pressure detection type.
- the speed detection type is a moving coil type, and a dynamic microphone is typical. Since it is an input signal from the speed detection type microphone 1, it is proportional to the speed.
- the sound pressure type a condenser microphone is typical. The sound pressure is proportional to the velocity, and as a result, both the sound pressure type and the velocity type output the same.
- the vertical axis is a unit of pressure, but can be said to be substantially synonymous with velocity.
- V1 in equation (1) stores the value of variable 1 and V0 stores the value of variable 2.
- m is determined as a constant for bringing the data, which has become a minute value by taking the difference, to a value close to the easy-to-handle original fluctuation value.
- V1 and V0 are 0, the calculation result is 0 regardless of the value of each coefficient.
- Set G to the value of P if acceleration is determined by acceleration / deceleration and set the value of R if it is not deceleration at any time during deceleration, and calculate the value of F if none of them. I do.
- variable 1 is given as an initial value to variable 1, variable 2, variable 3 and acceleration / deceleration flag.
- the value at t0 of FIG. 3 obtained by A / D conversion is set to variable 1 and the value at t1 of FIG. 3 obtained by A / D conversion is set to variable 2.
- the signs of variable 1 and variable 2 are determined, and if the same sign or either one is 0, the magnitude relationship is evaluated by the absolute values of both.
- the acceleration / deceleration flag is set to -1 for deceleration.
- the acceleration / deceleration flag is set to 0.
- Use one of the acceleration coefficient P, the deceleration coefficient R, and the coefficient Q determined in advance as a value between the acceleration coefficient P and the deceleration coefficient R as the value of the coefficient G in Equation 1 Do the calculation. For example, when P is “1.1” and R is “0.9”, the condition is satisfied by setting “1.0”, which is an intermediate value between P and R, to Q.
- the obtained value of F is D / A converted to be converted into an actual voltage output.
- FIG. 4 is a flowchart showing a method of operation performed by the computing unit.
- the computing unit 9 of the DSP 3 corresponds to a computer, and internally includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Therefore, the CPU executes a program corresponding to the flowchart of FIG. 4 written in the ROM while using the RAM and the like.
- step S105 data is read. Data is sequentially input along the time series as described above and stored in a predetermined buffer.
- steps S110 times t0 and t1 to be processed are set in chronological order. Thereafter, calculation is performed using data of input signals at time t0 and t1. Therefore, in step S115, as described above, the data at time t0 is set to the variable V0, and the data at time t1 is set to the variable V1. This is referred to as setting V0 (t0) and V1 (t1).
- step S120 it is evaluated whether the signs of V0 (t0) and V1 (t1) are the same or whether one of the values is "0". If any of the evaluation contents is satisfied, the following equation is determined in step S125.
- step S140 the flag flg is set to “ ⁇ 1” in step S140 to indicate deceleration.
- step S120 it is determined whether to accelerate or decelerate based on the change of the audio signal at every minute interval.
- the process of making this determination and the substance thereof correspond to the operation unit.
- the above is the case where the signs of V0 (t0) and V1 (t1) are the same or one of the values is “0” in step S120, and in the case where this does not apply, ie, V0 (t0). If the sign of V1 (t1) is different or if it is not possible to determine the acceleration / deceleration, then in step S135, the flag flg is set to "0".
- step S145 it is determined whether the flag flg is "1". If YES, that is, if the acceleration is in progress, the value P is set to the coefficient G in step S150.
- step S155 it is determined whether the flag flg is "-1". If YES, that is, if it is a deceleration time, a value R is set to the coefficient G in step S160. When the above judgment is not applied, neither acceleration nor deceleration is performed. In this case, the value G is set to the coefficient G in step S165.
- Equation (1) is calculated.
- the signal for driving the speaker is calculated by multiplying the difference data by the coefficient at the time of acceleration or the coefficient at the time of deceleration as difference data, with the change of the audio signal at every minute interval.
- the process of making this determination and the substance thereof correspond to the operation unit.
- step S175 it is determined whether the data in the buffer is the end, and if there is data in the buffer, the process returns to step S110 to repeat the above processing. It can be considered that the data reading in step S105 is sequentially performed on the buffer.
- the method of determining the multiplication factor P for acceleration and the multiplication factor R for deceleration first gives "1.05" to P and "0.95" to R as minute values, and a sine wave starting from "0" When the signal of is given as an input signal, it measures and examines how the speaker rises and vibrates. Record the result, then give "1.1” to P and “0.9” to R, and give a sine wave signal starting from "0" as an input signal and how the loudspeaker will rise and vibrate Measure the results and record the results. Then, based on the record of the result, the superiority and the inferiority are determined in comparison with the current condition and the previous condition and the result. Based on the determination result, a better value is inferred and the test is repeated to determine the optimum value.
- the optimum values for the acceleration P and deceleration R are actually set to temporary values, and the music is played back to be auditioned, and further different values are auditioned, and the result seems to be good as a result May be selected and determined.
- the coefficients of P, Q, and R are values that satisfy the conditional expression of equation (3) in absolute value, respectively, they may have a structure that can be freely set from the outside by the input device.
- (3) the signal generation device of the present invention can be realized by using the DSP 3 which performs the calculation of the equation (1) using the determined P, Q and R coefficients.
- the calculating unit calculates the coefficient for calculating the drive signal at acceleration and the coefficient for calculating the drive signal at deceleration. I can say that.
- the calculation unit sets the acceleration coefficient to be a larger absolute value than the deceleration coefficient.
- the processing of the arithmetic unit is often difficult to distinguish from the outside.
- a large drive signal can be obtained when the speaker cone paper stops and starts moving. That is, although the drive signals after the start of movement are made the same at acceleration and deceleration, the drive signal at the start of movement from the stop time is increased. Thereafter, the drive signal is gradually changed to a drive signal having a magnitude that does not differ between acceleration and deceleration.
- An example of the signal calculated as described above is shown as an output signal 14 in FIG.
- the sinusoidal input signal 13 is represented by a phase angle
- the first image limit of 0 to 1/2 ⁇ ⁇ corresponds to acceleration
- the second image limit of 1/2 ⁇ ⁇ to ⁇ corresponds to deceleration
- the third image limit of ⁇ to 3/2 ⁇ ⁇ corresponds to acceleration
- the fourth image limit of 3/2 ⁇ ⁇ to 2 ⁇ corresponds to deceleration.
- the speaker to be amplified by the power amplifier 4 and output the output signal of the DSP 3 is different from the conventional one.
- the signal obtained by the signal generating device of the present invention generates a signal of +6 dB / oct as a signal of change of generated force. Therefore, flat reproduction can not be performed unless the speaker used in combination with the signal generation device of the present invention has a characteristic of -6 dB / oct.
- this dedicated speaker needs to have a characteristic of -6 dB / oct with respect to the frequency band to be reproduced. For this reason, any speaker adjusted to have -6 dB / oct characteristics may be used. This adjustment is easier than adjusting to have flat characteristics in the current audio signal whose amplitude is constant.
- This dedicated speaker must be one created for the purpose of reproducing the signal obtained by the signal generator of the present invention. Therefore, there should not be provided a circuit or mechanism aiming to cut a signal of a frequency higher than the reproduction band with a filter or the like.
- the digital filter of the DSP 3 that performs the filtering process of -6 dB / oct on the sound signal to be reproduced in the frequency band to be reproduced corresponds to the speaker filter.
- the system can be realized by combining the signal generation device of the present invention and the dedicated speaker described above.
- the signal generating device and the amplifier of the present invention are required for each unit of the reproduction band.
- the combination is not limited to the case where the combination is actually integrated, but is an effective embodiment because it is established as a combination even when connected and used by a cord or a cable at the time of use.
- the signal of the change of sound is calculated and determined from the signal of the change of sound as a signal for driving the speaker, and
- the original sound reproduction system was devised as a system which uses a signal.
- the present invention further generates a signal in consideration of the influence of resistance and friction when the diaphragm moves, and amplifies this signal to drive the speaker.
- this new invention tends to search for devices with higher sound quality such as high resolution at present, it is possible to obtain effects that could not be solved even with these conventional methods, and it is possible to obtain high sound quality even at low cost.
- the device can be obtained. For this reason, interest in audio of consumers is also increased, and it becomes necessary to replace a device that has been used until now, and related industries are also increased in production to meet the increasing demand, leading to the development of the industry.
- the correlation corresponding to the price becomes clearer, and the expensive apparatus can realize the high fidelity reproduction so that it becomes a product which is easy for the consumer to obtain the understanding of the consumer and considerably spread. Can be expected.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other configurations can be adopted without departing from the scope of the present invention.
- the type of speaker to which the present invention is applied is not limited to the drive method and the like. The same applies to the case where the material of corn paper changes in addition to ordinary corn paper. In addition, it may be new developed in recent years. From the point of view of air weight, it is equally applicable to an ion speaker without cone paper.
- an input signal showing a change substantially equal to the speed can be adopted, and other units of speed and sound pressure can also be adopted as the input signal.
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Abstract
Description
しかしこの方法では、スピーカを駆動するための力の変化の信号を使用していないため原音に忠実な再生を行うことが難しかった。このため、力の変化の信号を音の信号から計算して求め、求めた信号でスピーカを駆動する方式として原音再現方式が提案された。
ところが提案された原音再現方式は、空気を押しのける場合に生じる抵抗やスピーカを構成する各機構が動くことによって生ずる抵抗および摩擦に関する対応は行われていなかった。
原音再現方式は、本発明者によってすでに報告されている(特開平09-018989号公報、特開2005-102262号公報参照)。
また、基本となる原音再現方式について、本発明者は平成27年11月7日に情報処理学会の第109回音楽情報科学研究会において論文とともに発表を行っている。発表は動画で不特定多数に配信された。配信は情報処理学会が情報共有の手段として推進しているニコニコ動画を使用して行われた。
インターネット<URL:http://live.nicovideo.jp/gate/lv241118138>
また、従来の信号生成装置に対応している既存のスピーカシステムを活かして原音再現方式に基づく信号生成装置を使用する余地もあるが、そのための改良の余地があった。
こうして得られた時系列の値を使用してスピーカを駆動するための信号を生成する。
値が前後共に0であるか、あるいは同値のような全く大小の判定ができない場合は、増速時か減速時かの判定が行えないため力の変化の信号を計算する際に掛ける値を増速時に掛ける値よりも小さい値かつ減速時に掛ける値よりも絶対値で大きな値としてあらかじめ決めておいた値を掛けるものとする。
増速時と減速時に掛ける値の決定は、スピーカごとに最適な値を決定することになるためスピーカを特定し実際にオシレータを使用してスピーカが再生する帯域の上限と下限の間の周波数においていくつかの係数を試行して与え効果を試聴又は計測して確かめながら最良の値を決定する。
さらに、本発明の信号生成装置による信号は増速時と減速時の力の変化の信号を駆動用の信号としているため、この信号を供給されることを前提として調整されたスピーカでなければならない。
また、上記信号が増速時と減速時それぞれで標準的な値が決められた場合、その決められた値で動作するようあらかじめ調整されたスピーカを作成する方法もあるためこのような場合も同様の効果を得ることができる。この場合は、あらかじめ実際に力の信号生成装置とスピーカを組み合わせて試聴をしたり計測を行ったりして最適値を決める必要はない。
本発明の信号を生成する装置から出力された信号は、スピーカを駆動するために必要な非常に高い周波数成分要素を含んでいる。このためこの成分を除去する回路あるいは機構があると十分な効果が得られないため注意を要する。
従来の音響再生装置は、音の信号をそのまま増幅してスピーカを駆動しようとしていた。ところが、この方法では、振動を能動的に制御することが困難であった。このため、重さのある振動板、あるいは空気そのものを振動させるときに力の変化の信号を使用してより忠実な音の再生を行う方式が原音再現方式として考案された。しかし、振動板を駆動する場合又、空気自体を直接振動させる場合においても、止まっている状態から動こうとする場合は抵抗や摩擦の影響があるが、その力に対する考慮がなされていなかった。この為、本発明の請求項に記載されている装置を用いることによって、抵抗や摩擦に関する対応が行えるようになり結果的に再生したい音の忠実度がさらに向上する。
本発明のための専用スピーカを用いる装置においては、理想的な効果を得ることができる。また、従来のスピーカを使用する場合においても、専用スピーカより効果は劣るものの、永年の耐久性などに関するノウハウを継承して利用することができる。
図1は、本発明の一実施形態にかかる信号生成装置をブロック図により示している。
この信号生成装置は、音の信号からスピーカを駆動するための力の変化の信号を計算する装置であって、空気を押しのける方向(以下、増速時とする)とその反対の方向(以下、減速時とする)に対して必要となる力を計算する時、抵抗や摩擦の影響に関して次のように対応したスピーカを駆動するための信号を生成する(以下、力の信号生成装置とする)。
本実施例の力の信号生成装置は、決められたプログラムを実行するデジタルシグナルプロセッサ(以降、DSP3とする)である。
音を再生するシステム全体図(図1)を参照すると、プリアンプ2とパワーアンプ4の間に、力の信号生成装置であるDSP3が介在されている。この再生システムには、この他、プリアンプ2に信号を出力するマイクロホン1と、パワーアンプ4から駆動信号を入力するスピーカ5を備えている。
図2に示すように、DSP3の内部は大きく三つの機構(ブロック)に分けられ、それぞれA/D変換器(変換機構)7と、演算器(演算機構)9と、D/A変換器(変換機構)11である。また、DSP3は、音入力信号端子6を備え、A/D変換器7に入力されている。A/D変換器7の出力信号は、デジタル信号バス8を介して、演算器9に入力されている。演算器9の出力信号は、デジタル信号バス10を介して、D/A変換器11に入力されており、D/A変換器11の出力信号は、スピーカ駆動信号出力端子12からスピーカ5に出力されている。
図3は、単位を示していないが、横軸は時間軸であり、縦軸は入力信号13については速度の単位(cm/sec)となる。マイクロホン1には、速度検出型と音圧検出型がある。速度検出型は、ムービングコイル型でダイナミックマイクロホンがその代表的なものになる。速度検出型のマイクロホン1からの入力信号なので、速度に比例する。一方、音圧型は、コンデンサーマイクロホンがその代表的なものになる。音圧は、速度に比例するため、結果として音圧型も速度型も同じ出力をすることになる。音圧型の場合は、縦軸は圧力の単位となるが、実質的には速度と同義といえる。
F=G・m(V1-V0) (1)
式(1)のV1は変数1の値を、V0は変数2の値を格納する。mは、差分をとることによって微小な値となったデータを扱いやすい元の変動値に近い値にするための定数として決定される。
V1もV0も0であった場合は、各係数の値に関係なく計算結果は0となる。Gには、増減速を判定し増速時であるときは、Pの値を、減速時であるときは、Rの値を、そのいずれでもないときはQの値をセットしてFの計算を行う。
評価の結果、変数1のほうが大きい場合は、増減速フラグに増速中の意味として1をセットし、評価の結果変数1のほうが小さい場合は、増減速フラグを減速中の意味として-1をセットし、変数1から変数2を引き算しその結果を変数3に保管する。
数式1の係数Gの値として、増速時係数Pと、減速時係数Rと、増速時係数Pと減速時係数Rの間の値としてあらかじめ決定しておいた係数Qのいずれかを使用して計算を行う。例えば、Pが「1.1」でRが「0.9」であるときQにはPとRの中間の値である「1.0」をセットすると条件を満たすことになる。
次の出力は、V1にセットしていた値をV0にセットし、V1には新しく得られた図3入力信号のt1のときの値をセットし次々同様の計算を繰り返して行い連続してD/A変換を行う。
このように入力信号を順次計算してその結果をD/A変換して目的とするスピーカを駆動する電気信号を得る。
DSP3の演算器9はコンピュータに相当し、内部にはCPU,ROM,RAM等が含まれる。従って、ROMに書き込まれた図4のフローチャートに相当するプログラムをCPUがRAMなどを使用しつつ実行する。
|V1(t1)| - |V0(t0)| > 0 (2)
すなわち、V0(t0)の絶対値が、V1(t1)の絶対値よりも大きいか判断する。もし、YESであれば、ステップS130にて、増速を表すためにフラグflgに「1」を設定する。
以上は、ステップS120にて、V0(t0)とV1(t1)の符号が同じか、あるいは一方の値が「0」である場合であり、これに該当しない場合、すなわち、V0(t0)とV1(t1)の符号が異なるか、増減速が判定不可能な場合は、ステップS135にて、フラグflgに「0」を設定する。
この後、ステップS175にて、バッファの中のデータが終わりであるか判断し、まだバッファにデータがあれば、ステップS110に戻って以上の処理を繰り返す。なお、ステップS105のデータ読み込みはバッファに対して逐次行われていると考えて良い。
|P|>|Q|>|R| (3)
このように、決定されたPとQとRの係数を使用した式(1)の計算を行うDSP3を使用すれば本発明の信号生成装置を実現することができる。
さらに、スピーカのコーン紙が停止し、動き始めるときに大きな駆動信号が得られるようにすることも本発明の一態様といえる。すなわち、動き始めた以降の駆動信号は増速時と減速時とで同じとしつつも、停止時から動き始めるときの駆動信号を大きくする。その後、徐々に増速時と減速時とで異ならない大きさの駆動信号へ変化させていく。
正弦波の入力信号13を位相角で表すと、0~1/2・πの第1像限は増速時に相当し、1/2・π~πの第2像限は減速時に相当し、π~3/2・πの第3像限は増速時に相当し、3/2・π~2πの第4像限は減速時に相当する。
得られた力の変化の信号は図3の出力信号14のように制動が掛けられた結果、静止した状態になった直後再び動き出す時に不連続な信号となる。この不連続な信号をもってスピーカを駆動すると、スピーカはより正確な振動をして歪の少ない音の再生をすることが可能となる。
本発明の信号生成装置で得られる信号は、生成される力の変化の信号として、+6dB/octの信号を生成する。このため本発明の信号生成装置と組み合わせて使用するスピーカは-6dB/octとなる特性をもったものでないとフラットな再生が行えない。
組み合わせは、実際に一体型となっている場合に限らず、使用する際にコードやケーブルなどで接続して使用する場合でも組み合わせとして成立するため有効な実施例となる。
組み合わせは、実際に一体型となっている場合に限らず、使用する際にコードやケーブルなどで接続して使用する場合でも組み合わせとして成立するため有効な実施例となる。
従来からあるオーディオシステムは、音の信号をそのまま増幅してスピーカを駆動しようとしていた。
その上で、本発明はさらに振動板が動くときの抵抗や摩擦の影響を考慮した信号を生成し、この信号を増幅してスピーカを駆動するものである。この新しい発明によって現状ハイレゾなどのようにさらなる高音質の装置を探求しようとする傾向にあるが、これら従来の方法でも解決できなかった効果を得ることができ、さらに安価であっても高音質な装置を得ることができる。このため、消費者のオーディオに関する興味も増大し今まで使用していた装置を買い替える必要が生じることから関連産業も増大する需要に応えるべく増産となり業界の発展につながる。
しかし、本発明によると価格に対応した相関関係がより明確になり高価な装置はそれなりに高忠実な再生を実現することができるようになることから消費者の理解を得やすい商品となりかなりの普及が見込める。
例えば、本発明が適用されるスピーカの種類は駆動方式などには限定されない。通常のコーン紙の他、コーン紙の素材が変わる場合も同様である。また、近年開発されてきた新たなものであってもよい。空気の重さを考慮する点では、コーン紙のないイオンスピーカでも同様に適用可能である。
Claims (8)
- 微少間隔ごとの音声信号に基づいて、スピーカが空気を所定方向に押しのける動きをする増速時と、逆の減速の動きをする減速時において、それぞれ前記スピーカを駆動する信号を所定の演算により求める信号生成装置であって、
微少間隔ごとの音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記スピーカを駆動する信号を演算する演算部と、
前記スピーカを駆動する信号を出力する駆動信号出力部とを備え、
前記演算部は、増速時における駆動信号を求める係数と、減速時における駆動信号を求める係数とが異なることを特徴とする信号生成装置。 - 前記演算部は、微少間隔ごとの音声信号の変化に基づいて、増速時か減速時かを判断することを特徴とする請求項1に記載の信号生成装置。
- 前記演算部は、微少間隔ごとの音声信号の変化を差分データとして、同差分データに対して増速時の係数か減速時の係数を乗じて前記スピーカを駆動する信号を演算することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の信号生成装置。
- 前記演算部は、増速時の係数が減速時の係数よりも絶対値で大きな値とすることを特徴とする請求項3に記載の信号生成装置。
- 微少間隔ごとの音声信号に基づいて、スピーカが空気を所定方向に押しのける動きをする増速時と、逆の減速の動きをする減速時において、それぞれ前記スピーカを駆動する信号を所定の演算により求める信号生成装置であって、
微少間隔ごとの音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記スピーカを駆動する信号を演算する演算部と、
前記スピーカを駆動する信号を出力する駆動信号出力部とを備え、
前記演算部は、増速時における駆動信号が、減速時における駆動信号よりも大きくなるように演算することを特徴とする信号生成装置。 - 微少間隔ごとの音声信号に基づいて、スピーカが空気を所定方向に押しのける動きをする増速時と、逆の減速の動きをする減速時において、それぞれ前記スピーカを駆動する信号を所定の演算により求める信号生成装置から出力される駆動信号によって駆動されるスピーカであって、
前記信号生成装置は、
微少間隔ごとの音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記スピーカを駆動する信号を演算する演算部と、
前記スピーカを駆動する信号を出力する駆動信号出力部とを備え、
前記演算部は、増速時における駆動信号が、減速時における駆動信号よりも大きくなるように演算するものであり、
前記スピーカは、前記駆動信号に対して所定の周波数を基準とした高周波成分を除去することを目的とした回路や機構を持たないことを特徴とするスピーカ。 - 再生しようとする周波数帯域で+6dB/octとなる特性のスピーカ駆動信号を入力したときに出力特性がおおむね均一となることを特徴とする請求項6に記載のスピーカ。
- 再生しようとする周波数帯域で再生しようとする音の信号に対して-6dB/octとなるフィルター処理を行なうスピーカ用フィルタ。
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