JPH04127698A - オーディオビジュアル（ａｖ）用音響再生装置 - Google Patents

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］ 本発明は、ＡＶ用の音響再生装置に係り、特に重低音再
生に好敵な方法に関する。

Ｃ従来の技術］ 従来、低音を再生するために種々のスピーカキャビネッ
ト方式があり、音源がコンパクトディスク、ビデオディ
スク等においては音声信号がデジタル記録方式により、
より一層低音が再生される。

さらに重厚な低音により臨場感・迫力感をかもしだすた
めに、第５図に示す方法がとられている（日本ビクター
株式会社カタログＮｏ、Ｍ−９０９０５８Ｃ−２１９８
９年９月作成）。

この方法は例えば、音源（入力信号）に８０Ｈｚ以下の
スペクトル成分が含まれない場合に有効である。すなわ
ち入力信号４８から帯域ろ波器５１で８０〜１５０　Ｈ
ｚの成分を抽出し、この抽出した信号２０１をデジタル
プロセッサ（１／２分周処理回路）５２にて１／２分周
処理を行い、４０〜７５Ｈｚの成分に生成した信号２０
２を加算器６にて原信号（入力信号）　２００に加算し
、加算した信号２０３を出力４９するためである。

その結果、１オクターブだけ帯域を低域へ拡大できる特
徴がある。また、帯域ろ波器５１の帯域は選択できる。

一方、入力信号ａに８０Ｈｚ以下の成分がある場合はさ
らに重厚な音質となる。

しかし、これらの信号を再生するスピーカの振動ξは周
波数ｆの二乗に反比例して大きくなるので、信号の低域
成分が増えた分だけスピーカの振幅が大きくなることに
よって振幅歪が多くなり音質を損なう欠点がある。

これを避けるためには、磁気回路、ボイスコイルおよび
エツジ、ダンパなどの支持体を改善する必要が生じる。

またスピーカを駆動する音声増幅器の出力をアップする
必要も生じる。その結果、大幅なコストアップとなる欠
点を新たに生じる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、音源（入力信号）を処理して、信号の
低域成分を拡大増幅することによってスピーカの振幅ξ
が増大する点については配慮されておらず、振幅歪が生
じ、音質を損なう問題があった。一方、過大な振幅によ
りスピーカを破損する問題もあった。

本発明は、振幅歪を低減することを目的としており、振
幅歪の発生を抑制する構成を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を解決するために、前述したように原信号の一
部を帯域ろ波器で抽出し、１／２分周処理を行い生成し
た信号を全帯域を再生するスピーカに引火するのではな
く、２００Ｈｚ以下の帯域だけを再生する重低音スピー
カだけに印加するように構成したものである。また重低
音スピーカの再生帯域周波数と１／２分周処理した信号
の帯域周波数をほぼ一致させるようにする。

さらに原信号に１７２分周処理した信号成分と同様成分
が含まれているかどうかを比較する回路（比較器）を設
け、同様成分を含んでいる場合は、１／２分周処理した
信号を、原信号に加算しないようにする。もしくは比較
器で比較した割合によって、１７２分周処理した信号の
加算する量を調整して加算し、重低音スピーカおよびこ
れを駆動する音声増幅器が過負荷にならないようにする
。

［作用］ 重低音スピーカは、高調波成分を放射しないような音響
的な帯域制限を有する機能をもった構成もしくは帯域制
限を有する電気的なる波器を重低音スピーカもしくは重
低音スピーカを駆動する音声増幅器の前段へ挿入するこ
とにより高調波成分を出力しないようにする。つまり重
低音スピーカの再生帯域周波数と１７２分周処理した信
号の帯域周波数をほぼ一致させるように構成することに
よって振幅歪の発生を低減もしくは抑制する。

高調波成分は、第２調波歪成分より第３調波成分の方が
聴感上悪影響を及ぼすので１重低音スピーカの再生帯域
の上限周波数ｆｕは、下限周波数ｆＱの３倍以下にする
ことによって、第３調波成分の放射量を減少せしめるよ
うにする。

理想的にはその再生帯は１オクターブである。

同様に、重低音スピーカが音響的な帯域制限を有しない
場合、もしくは有してもその遮断性能が悪い場合は電気
的な低域ろ波器を重低音スピーカまたはこれを駆動する
音声増幅器の前段に挿入し、第３調波以上の信号成分を
印加しないようにすることによって第３１１波成分の放
射量を減少せしめる。

一方、第６図（Ａ）に示すように、原信号の成分２００
と帯域ろ波器によって抽出した信号の成分２０１を１７
２分周処理回路により生成した信号の成分２０２と同様
成分を含まない場合は、再生帯域が拡大し良好な再生音
声を得る。

しかし、第６図（Ｂ）に示すように、原信号２００に生
成した信号２０２と同様成分を有した場合、原信号２０
０に生成した信号２０２を加算すると１合成信号２０３
は鎖線で示すように過剰となる場合を生じる。

そのため、第７図に示すように原信号成分２００からあ
る帯域を抽出する帯域ろ波器５１．５４を２個設け、抽
出した信号成分２０１．２０４をそれぞれ積分整流器５
５．５６を経て抽出した信号２０５．２０６を比較器５
７によって比較し、その割合によって１７２分周処理回
路５２によって生成した信号成分を電圧制御増幅器ＣＶ
ＣＡ）５８に通し、この電圧制御増幅器５８の増幅度を
比較器５７の出力信号２０７によって制御し、加算器６
に加算するようにする。

その結果、音声増幅器およびスピーカの振幅歪を低減で
きる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は重低音カピーカをもった３デイメンジヨン再生
装置の構成をとっている。

ここで、１は重低音スピーカ、２は左右チャンネルまた
は複数のチャンネルの信号を混合する混合器、３，７は
低域ろ波器、４は帯域ろ波器、５は１／２分周処理回路
、６は加算器、８は低音用音声増幅器、９，９′は高域
ろ波器、１０゜１０′は中高音用音声増幅器、１１．１
１’は中高音スピーカである。

左右の原信号り、Ｒは、混合器２によって混合される。

混合された信号１００は、直接加算器６に入力する信号
１０１と１７２分周処理回路５に入力する信号１０２に
分岐される。信号１０２は帯域ろ波器４によって１７２
分周処理回路５に入力する信号１０３の帯域制限を行い
、帯域ろ波器４の帯域の１／２の帯域成分に生成された
信号１０４が１７２分周処理回路より出力される。この
信号１０４は加算器６によって信号１０１と加算され低
音成分の拡大を図る。この低音成分の拡大を図った信号
１０５は音声増幅器８によって増幅され重低音スピーカ
ｌを駆動する。

信号１０５は、生成された低音成分１０４が加算された
ことによって、見掛は上高出力となるので音声増幅器８
のダイナミックレンジが損なわれ高調波歪成分を生じる
。これを避けるためには、第１図に点線ブロックで示す
高音成分を増幅しないように低域ろ波Ｉ３，７を信号１
００を信号１０１、１０２に分岐する前段または、音声
増Ｉｌｌ器８の前段もしくは両方に挿入する。

また、低域ろ波器３を挿入した場合は、第１図（Ｂ）に
示すように帯域ろ波器４は、単なる高域ろ波器１２とし
ても良い。低域ろ波器３と高域ろ波器１２によって合わ
せ帯域器ろ波器の作用を持たせても良い。

さらに、重低音スピーカ１は、第２図（Ａ）に示すよう
なケルトン形の構造を併用すれば第２図（Ｂ）に示すよ
うに、スピーカ１全帯域成分を含んだ入力信号を印加し
ても、ポート３１からは帯域ろ波特性ｐをもった音声が
放射される。

また、生成した低音成分によって、スピーカ３０が振幅
歪を発生しても、帯域ろ波特性ｐによって高調波歪成分
はポート３１より放射されない。

また、ポート３１はパッシブラジェータに置き換えても
同様の効果が得られる。

そのために、重低音スピーカ１の再生帯域の上限周波数
ｆｕは下限周波数ｆ１の３倍以下にする。第２調波歪成
分より第３調波成分の方が聴感上悪影響をおよぼすので
、最適な帯域としては２倍以下に設定した方がより有効
である。

一方、中高音成分は第１図において、高域ろ波器９，９
′によって原信号り、Ｒから低音成分を遮断して音声増
幅器１０．１０’によって中高音スピーカ１１．１１’
を駆動し放射する。

本発明の別の実施例を第３図によって説明する。

ここで、１は重低音スピーカ、２は混合器、４゜１３は
帯域ろ波器、１４．１５は積分整流器、１６は比較器、
１７は電圧制御増幅器、６は加算器、３，７は低域ろ波
器、　８．１０．１０”は音声増幅器、９゜９′は高域
ろ波器、中高音スピーカ１１．１１’である。

実施例１では、原信号（入力）Ｌ、Ｒを混合器によって
混合された信号１００に、１／２分周処理回路によって
生成された信号と同様の低音成分が含まれない場合は、
見掛は上低音成分が増加し低音域が拡大したようになり
聴感上好ましい結果を得る。

しかし、信号１００に１／２分周処理回路によって生成
された信号１０４と同様の低音成分を含んでいる場合は
、信号１０１に信号１０４を加算すると低音成分が過多
となり、聴感上好ましくないことも生じる。また、音声
増幅器の過負荷による歪の発生、過大入力による重低音
スピーカ１の振幅歪が発生する。

そこで、信号１０３を１７２分周処理し生成した信号１
０４と同様帯域をもつ帯域ろ波器１３を設け、信号１０
２をこの帯域ろ波器１３を通した信号１０６を積分整流
器１４を通して信号１０７を作る。さらに、１７２分周
処理し生成した信号１０４を積分整流器１５を通して信
号１０８をつくる。

この信号１０７および信号１０８を比較器１６によって
比較して制御信号１０９を作る。一方、１／２分周処理
し生成した信号１０４は、直接に加算器６へ入力しない
で電圧制御増幅器１７を介して入力するようにする。電
圧制御増幅器１７の増幅度αは、比較器１６によって生
じた制御信号１０９によって制御し加算器６に入力する
信号１１０の入力レベルを調整する。

上述の手段によって、例えば、信号１０７が信号１０８
に比べ一２０ｄＢ以下の場合は、生成信号１０４は多少
増幅された信号１１０として加算器６に入力する。また
、信号１０７と信号１０８が同レベルであれば生成信号
１０４は半分程度（−６ｄＢ）に減じた信号１１０とし
て加算器６へ入力するようにする。

この結果、重低音スピーカ１およびこれを駆動する音声
増幅器８の入力を制限もしくは制御することによって重
低音スピーカ１から放射される音声の振幅歪を減じ、さ
らに重低音スピーカの破損を防ぐことができる。

次に本発明の他の実施例を示す。本実施例では、重低音
スピーカをもった３デイメンジヨン再生装置への応用例
であったが、本実施例は通常の２チヤンネル（ステレオ
）再生装置への応用例である。

第４図に示すように、ステレオ信号（Ｉ信号）Ｌ、Ｒは
混合器２によって混合される。混合された信号１１２は
帯域ろ波器４，１３に分岐され、帯域ろ波器４を通った
信号１１３は１／２分周処理回路５によって生成された
信号１１４および信号１１４と同様成分の帯域をもつ帯
域ろ波器１３を通った信号１１６は、それぞれ積分整流
器１５．１４を経て信号１１５．１１７となるにの信号
１１５．１１は比較器１６にそれぞれ入力し比較して制
御借料１１８を発生する。

一方、１／２分周処理し生成した信号１１４は直接に加
算器６，６′へ入力しないで電圧制御増幅機器１７を介
して入力するようにする。電圧制御増幅器１７の増幅度
αは、比較器１６の制御信号１１８によって制御し、加
算器６，６′に入力する信号１１９の入力レベルを調整
する。そして、原信号り、Ｒに重低音成分が含まれてい
る場合は、加算量を減じるようにする。

また、例えば原信号り、Ｈの片側だけに低音成分を含ん
でいる場合も重低音は聴感において方向性を感じにくい
ので、左右の信号り、Ｒを混合し重低音成分を生成して
、それぞれのチャンネルの原信号り、Ｒ加算しても影響
は少ないさらに、重低音成分は、左右のスピーカ１９゜
２１から同位相、同時間に放射することにより音圧レベ
ルが増加するので、それぞれのスピーカ１９、２１の入
力を音声増幅器１８．２０により、調整することによっ
てスピーカ１９．２１の振幅を減じることができるので
、歪の発生を抑制できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、１７２分周処理回路によって生成され
た信号成分の加算量を制御して、スピーカおよび重低音
スピーカ、これを駆動する音声増幅器の過大入力、過負
荷を避けることによって振幅歪を減じ、クリアな音声を
再生することができる。

また、重低音スピーカは、高域成分を発生しない音響的
な帯域制限機能を有する構造とすれば、音声増幅器ある
いは重低音駆動スピーカユニットが高調波歪成分を発生
しても、重低音スピーカからは歪成分は放射されない、
その結果、さらにクリア再生音質となる。

さらに、たとえば、チャンネルの片側チャンネルだけに
低音成分が含まれている場合は、Ｌ。

Ｒの２チヤンネルの信号を混合して１７２分周回路によ
って重低音成分を生成し、両チャンネルに加算して再生
することにより、等測的に重低音のレベルをあげること
ができる。その結果、スピーカの個々の入力レベルを減
じることができ、スピーカの破損を防げる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成ブロック図、第２図
は本発明に用いた重低音スピーカの一構造例とその特性
図、第３図は本発明の別の実施例を示す構成ブロック図
、第４図は本発明の別の実施例を示す構成ブロック図、
第５図は従来の構成例を示すブロック図、第６図は従来
例の原信号および重低音の合成を示す周波数特性の模式
図、第７図は本発明に至る概念を示す構成ブロック図で
ある。 １・・・重低音スピーカ、　　２・・・混合器。 ３．７・・・低域ろ波器、　　４，１３・・・帯域ろ波
器、５・・・１／２分周処理回路、６，６′・・・加算
器、１４、１５・・・積分整流器、１６・・・比較器、
１７・・・電圧制御増１１１器 纂 ！ 図 ＣＢ） 為 図 箒 ＋ 図 英 図 第 図 （Ａ） 周波数 （Ｂ） 可液教 嶌 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力信号から所定の帯域の信号または信号成分を抽
   出する帯域ろ波器と、該帯域ろ波器によって抽出した信
   号成分を１／２の周波数に分周する１／２分周処理回路
   と、該１／２分周処理回路によって生成された信号を入
   力信号に加算する加算器と、重低音を再生する重低音ス
   ピーカを備えたことを特徴とするＡＶ用音響再生装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、１／２分周処理回
   路によって生成した信号は、重低音スピーカを駆動する
   系だけに加算したことを特徴とするＡＶ用音響再生装置
   。 ３、特許請求の範囲第２項において、１／２分周処理回
   路によって生成された信号の信号成分の帯域周波数と、
   重低音スピーカの再生帯域周波数を一致させたことを特
   徴とするＡＶ用音響再生装置。 ４、特許請求の範囲第１項乃至第３項において重低音ス
   ピーカは、ケルトン形もしくはその類似形とすることを
   特徴とするＡＶ用音響再生装置。 ５、入力信号から所定の帯域の信号または信号成分を抽
   出する帯域ろ波器と、帯域ろ波器によって抽出した信号
   成分を１／２の周波数に分周する１／２分周処理回路と
   、１／２分周処理回路によって生成された信号を入力信
   号に加算する加算器と電圧制御増幅器を備え、１／２分
   周処理回路によって生成された信号の帯域周波数と同様
   の帯域を有する帯域ろ波器と、該帯域ろ波器から抽出さ
   れた信号を積分整流する積分整流回路と、１／２分周処
   理回路によって生成された信号を積分整流する積分整流
   器とを備え、前記２つの積分整流回路を経た信号を比較
   する比較器を備え、比較器によって生じた制御信号によ
   って、１／２分周回路によって生成した信号を電圧制御
   増幅器を介し、かつ増幅度あるいは入力レベルを制御し
   て加算器に加算することを特徴とするＡＶ用音響再生装
   置。 ６、特許請求の範囲第５項において、上記２つの帯域ろ
   波器の前段に、複数の入力系の信号を混合する混合器を
   備え、電圧制御増幅器からの出力信号を複数の入力信号
   に加算したことを特徴とするＡＶ用音響再生装置。 ７、特許請求の範囲第５項において、上記２つの帯域ろ
   波器の前段に、複数の入力系の信号を混合する混合器を
   備え、電圧制御増幅器からの出力信号を重低音スピーカ
   を駆動する系だけに加算したことを特徴とするＡＶ用音
   響再生装置。