(57)【要約】  本公告には、音響再生システムのための方法および手段（１００）が記述されている。本発明によれば、上記手段は、本質的に平らな弾性材料中に形成された、マイクロホンのための第１の開口構造（１０１）と、マイクロホン・スタンド（１０５）のための第２の開口構造（１０２）とを備えている。
2009531902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響再生システムのための手段（１００）であって、本質的に平らな弾性材料中に形成された、
マイクロホンのための第１の開口構造（１０１）と、
マイクロホン・スタンド（１０５）のための第２の開口構造（１０２）と
を備えたことを特徴とする手段。
【請求項２】
前記手段が、マイクロホン・リード線（１０４）のための溝構造（１０３）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の手段。
【請求項３】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方の形状が円形であることを特徴とする請求項１または２に記載の手段。
【請求項４】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方の断面が円錐形であることを特徴とする請求項１または２に記載の手段。
【請求項５】
拡声器（１）と、前記拡声器（１）のための制御装置（２）と、前記拡声器への信号および制御接続（１３）と、前記拡声器の応答を測定するためのマイクロホン（４）と、前記マイクロホンから得られる信号（９）を解析し、かつ、解析結果に基づいて前記信号（９）を設定するための解析および制御装置（１２、８、１８）とを備えた音響再生システムのための請求項１に記載の手段であって、
前記拡声器（１）が、較正信号が少なくとも本質的に全可聴周波数範囲にわたって走査するよう、本質的に正弦波の電気可変周波数較正信号（５０）を形成するための手段を備えた
ことを特徴とする手段。
【請求項６】
音響再生システムにおける、マイクロホンを支持し、かつ、取り付けるための方法であって、前記マイクロホン（４）が、一体化された平らな弾性アタッチメント手段（１００）を使用してマイクロホン・スタンドに取り付けられ、その場合に、第１の開口構造（１０１）を使用して前記マイクロホン（４）が前記アタッチメント手段（１００）に取り付けられ、また、第２の開口構造（１０２）を使用して前記アタッチメント手段（１００）の一部が前記マイクロホン・スタンドに取り付けられることを特徴とする方法。
【請求項７】
マイクロホン・リード線（１０４）が溝構造（１０３）の中に支持されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方が円形の形で形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方が円錐形の断面で形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項１０】
２つの孔を備えた平らな弾性手段のマイクロホン・ホルダとしての使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルによる手段に関する。
【０００２】
また、本発明は、音響再生機器における方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術によれば、試験信号が拡声器に供給される較正方法が知られている。測定システムを使用して試験信号に対する応答が測定され、また、等化器を使用して可能な限り一様になるようにシステムの周波数応答が調整される。
【０００４】
最新技術の欠点は、測定システムにおいて、マイクロホンを配置し、かつ、堅固に設置するために、一般的には極めて高価で、かつ、マイクロホンに特化されたマイクロホン専用サポートを必要とすることである。また、たとえ高価なマイクロホンであっても、マイクロホン・サポートが音響を減衰させ、また、機械的振動の減衰が貧弱である場合、電気音響測定および較正を著しく妨害することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上で明らかにした最新技術の欠点を除去することであり、また、そのために、音響再生機器における、とりわけその較正に関連する全く新しいタイプの手段、方法および使用を創造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、マイクロホンを取り付け、かつ、支持するために、２つの開口構造を備えた、比較的分厚い可撓性材料から形成された、マイクロホンをスタンドに取り付けるための本質的に平らなアタッチメント・ピースを配置することに基づいている。
【０００７】
本発明の第２の好ましい実施形態によれば、アタッチメント・デバイスは、対数走査正弦波試験信号を生成するために使用することができる信号発生器を能動拡声器が備えている環境で適用される。
【０００８】
本発明の第３の好ましい実施形態によれば、アタッチメント・デバイスは、最大可能信号対雑音比が達成される方法で測定信号のレベルが調整される環境で適用される。
【０００９】
本発明の第４の好ましい実施形態によれば、アタッチメント・デバイスは、能動副低音拡声器に組み込まれた正弦波発生器を使用して、主拡声器の位相と副低音拡声器の位相が交差周波数で同じ位相になるように設定される環境で適用される。
【００１０】
本発明の第５の好ましい実施形態によれば、アタッチメント・デバイスは、拡声器システムにおける拡声器の相互レベルの差および飛行時間遅延の差を除去するために、対数正弦波信号を使用して聴取位置（マイクロホンの位置）における拡声器の周波数応答が等化される環境で適用される。
【００１１】
より詳細には、本発明による手段は、請求項１の特徴部分に記載されている内容を特徴としている。
【００１２】
また、本発明による方法は、請求項５の特徴部分に記載されている内容を特徴としている。
【００１３】
本発明を使用することにより、著しい利点が得られる。
【００１４】
本発明による手段を使用することにより、極めて安価なマイクロホンを、費用対効果の高い方法で測定システムに接続することも可能である。詳細には、アタッチメント手段は、高度に開発された測定および較正方法により、品質が極めて高く、かつ、価格が極めて高い測定マイクロホンの必要性が除去されるため、本出願の中で説明されている測定および較正方法と関連して、極めて大きい経済的重要性を有している。
【００１５】
本発明の第２の好ましい実施形態によれば、コンピュータから拡声器へ試験信号が供給されるのではなく、拡声器の中で試験信号が生成されるため、音響応答以外の他のひずみまたは変化が試験信号に存在することはない。
【００１６】
測定信号が影響されるのは、音響伝達経路を除き、測定マイクロホンおよびコンピュータ・サウンド・カードの入力の周波数応答によってのみである。
【００１７】
測定信号が内蔵されているため、いつでも利用することができる。
【００１８】
信号の波高因子が小さいため、良好な信号対雑音比が得られる。
【００１９】
本発明の第３の実施形態によれば、以下の利点が達成される。
【００２０】
マイクロホンの距離を大きく変化させることができるため、測定信号によって生成される音響応答の大きさを極めて幅の広い限界内で変化させることができる。
【００２１】
環境によって生成される騒音は同じようには変化しないが、その代わりに（部屋毎に）比較的一定である。
【００２２】
マイクロホンが拡声器に極めて近い場合、記録される信号が大きくなりすぎることがあり、その場合、その信号は、コンピュータ・サウンド・カード内の限界ピークになる。
【００２３】
マイクロホンが拡声器から極めて遠い場合、信号が環境騒音に対して小さくなりすぎることがあり、その場合、貧弱な信号対雑音比を維持することになる。
【００２４】
レベル設定を使用することにより、有利な信号対雑音比が常に保証される。
【００２５】
測定信号のピーク制限は、信号のレベルを低くすることによって防止することができる。信号対雑音比は、信号のレベルを高くすることによって改善することができる。
【００２６】
レベルの設定値は、制御コンピュータには常に分かっており、それを計算に考慮することができる。
【００２７】
本発明の第４の実施形態を使用することにより、以下の利点が達成される。
【００２８】
拡声器の配置場所に無関係に適切な位相設定値が見出される（音響レベルは距離に影響され、また、位相は配置場所に影響される）。
【００２９】
測定は実際の状況に対応している（副低音拡声器および主拡声器が同時に動作し、かつ、同じ可聴信号を反復する）。
【００３０】
本発明の第６の好ましい実施形態によれば、拡声器システム全体のすべての拡声器が、事実上の距離に対して、全く同じ室内応答で、互いに適切なレベルに設定される。
【００３１】
以下、本発明について、添付の図面を参照して実施例によって説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明には、以下の用語が使用されている。
１      拡声器
２      拡声器制御ユニット
３      音響信号
４      マイクロホン
５      前置増幅器
６      アナログ加算器
７      サウンド・カード
８      コンピュータ
９      測定信号
１０    試験信号
１１    ＵＳＢリンク
１２    制御ネットワーク・コントローラ
１３    制御ネットワーク
１４    ＩＯライン
１５    信号発生器
１６    拡声器エレメント
１８    インターフェース・デバイス
５０    較正信号
１００  マイクロホン・ホルダ
１０１  マイクロホン開口
１０２  スタンド開口
１０３  マイクロホン・リード線用溝
１０４  マイクロホン・リード線
１０５  マイクロホン・スタンド
【００３３】
図１は装置全体を示したもので、拡声器１は、インターフェース・デバイス１８によって、制御ネットワーク１３を介してコンピュータ８に接続されている。
【００３４】
インターフェース・デバイス１８には、図２に示されているように、制御ネットワーク・コントローラ１２、前置増幅器５およびアナログ加算器６が含まれている。アナログ加算器６には制御ネットワーク・コントローラからのＩＯライン１４が接続されており、このＩＯラインを介して試験信号１０が加算器に送られる。
【００３５】
図２には、図１の機能と同じ機能が含まれているが、簡潔にするために拡声器１は１つしか示されていない。
【００３６】
図２は、本発明による装置全体を示したもので、拡声器１は音響信号３を生成している。試験のための音響信号３は、拡声器自体の制御ユニット２の発生器１５によって形成される電気較正信号から生成される。通常、制御ユニット２には増幅器が含まれており、したがって拡声器（１）を能動拡声器にしている。試験信号は、とりわけ、図６にグラフで示されているような正弦波走査信号であることが好ましい。人間の耳に聞こえる範囲にわたって、好ましくは最も低い周波数から始まって、より高い周波数に向かって対数速度で周波数が高くなる方法で較正信号５０（図５）の周波数が走査される。較正信号の発生５０は、制御バス１３を介して拡声器１の制御ユニット２にもたらされる信号によって開始される。音響信号３は、マイクロホン４によって受信され、前置増幅器５によって増幅される。アナログ加算器６で、前置増幅器５からの信号と、一般的には方形波である試験信号１０が結合される。アナログ加算器６は、通常、演算増幅器を使用して実施される回路である。試験信号１０は、制御ネットワークの制御ユニット１２から得られる。実際には、試験信号は、制御ネットワークの制御ユニットのマイクロプロセッサのＩＯライン１４から直接得ることができる。
【００３７】
したがって、本発明によれば、制御バス１３を介した遠隔制御によって音響測定信号３を起動することができる。マイクロホン４が音響信号３を受信し、この音響信号３と試験信号１０が加算される。コンピュータ８のサウンド・カード７が音響信号を受信する。このサウンド・カード７には、最初は試験信号が存在しており、特定の時間（音響飛行時間）が経過すると、図２に示されているような音響信号の応答９が存在する。
【００３８】
図３は、上で説明した方法によってコンピュータのサウンド・カード７に生成される信号を示したものである。時間ｔ１は、コンピュータのオペレーティング・システムによって無作為に変化する時間である。音響応答９が開始するまでの間の時間ｔ２は、主として音響遅延（移動時間）に基づいて決定され、そこには無作為変化は出現しない。音響応答９は、その周波数が高くなる対数正弦波走査に対する拡声器−部屋システムの応答である。
【００３９】
本発明の第２の好ましい実施形態によれば、拡声器１の中に、予め正確に分かっている較正信号５０を生成する発生器１５が組み込まれている。
【００４０】
発生器１５によって生成される較正信号は正弦波走査信号であり、その周波数走査の速度は、瞬時周波数の対数が時間に比例する、つまりｌｏｇ（ｆ）＝ｋｔになる方法で速くなる。ｆは信号の瞬時周波数であり、ｋは速度を画定する定数、ｔは時間である。周波数の増加は、時間が経過するにつれて加速する。
【００４１】
試験信号は、数学的に正確に画定されるため、拡声器１によって生成される試験信号に無関係にコンピュータの中で正確に試験信号を再生することができる。
【００４２】
このような測定信号にはあらゆる周波数が含まれており、信号の波高因子（ＲＭＳレベルとピーク・レベルの関係）は、ピーク・レベルがＲＭＳレベルに極めて近く、したがって、測定において、信号が極めて良好な信号対雑音比を生成する点で極めて有利である。
【００４３】
信号５０（図５）が低周波数からの移動を開始し、その周波数が高くなると、信号は、残響時間が一般的には高周波数におけるよりも低周波数における方が長い部屋で有利に動作する。
【００４４】
較正信号５０の生成は、遠隔制御を介して与えられるコマンドを使用して起動することができる。
【００４５】
本発明の第４の好ましい実施形態によれば、拡声器内で生成される較正信号５０の大きさを制御ネットワーク１３を介して変えることができる。
【００４６】
較正信号５０が記録される。較正信号５０の音響応答９の較正信号に対する大きさが測定される。音響応答９が小さすぎる場合、その較正信号５０のレベルが高くされる。音響応答９が限界ピークの場合、較正信号５０のレベルが低くされる。
【００４７】
音響信号９の最適信号対雑音比および最適レベルが見出されるまで測定が繰り返される。
【００４８】
レベルの設定は、拡声器毎に個別に実施することができる。
【００４９】
レベルが変更された範囲はコンピュータ８によって制御されており、したがって分かっているため、結果を計算する際にこの情報を考慮することができ、したがって、距離に無関係に、レベルに対して正確にスケール化された信頼性の高い測定結果を得られる。
【００５０】
本発明の第４の好ましい実施形態によれば、副低音拡声器の中に内蔵正弦波発生器が使用されている。副低音拡声器の位相は、制御ネットワーク１３を介してコンピュータによって調整され、また、マイクロホンによって音響信号が測定される。
【００５１】
交差周波数における同じ位相への副低音拡声器および主拡声器の設定は、２つのステージで実施される。
【００５２】
ステージ１：一方または両方のレベルを個々に測定し、かつ、個々の拡声器によって生成されるレベルを設定することにより、副低音拡声器のレベルおよび基準拡声器のレベルが同じレベルになるように設定される。
【００５３】
ステージ２：両方の拡声器が、副低音拡声器が発生する正弦波信号と同じ正弦波信号を反復する。
【００５４】
共通の音響レベルがマイクロホンによって測定される。
【００５５】
位相が調整され、音響レベルが最小になる位相設定値が探求される。次に、拡声器および副低音拡声器が逆位相にされる。
【００５６】
拡声器および副低音拡声器が同じ位相になり、したがって適切な位相設定値が見出されるよう、上記位相に対して１８０度をなす位相設定値に副低音拡声器が変更される。
【００５７】
本発明の第５の好ましい実施形態によれば、上で説明した方法を使用してシステムのすべての拡声器１の音響インパルス応答が測定される。図３は、このような較正構造を示したものである。
【００５８】
個々のインパルス応答から周波数応答が計算される。
【００５９】
個々のインパルス応答から拡声器の距離が計算される。
【００６０】
周波数応答に基づいて、室内における所望の周波数応答（一様な周波数応答）を達成する等化器フィルタの設定が計画される。
【００６１】
等化された応答によって生成される（相対）音響レベルが計算される。
【００６２】
拡声器毎に遅延が設定され、それによりすべての拡声器の測定応答に同じ量の遅延が含まれることになる（同じ距離に拡声器が出現することになる）。
【００６３】
拡声器毎に、測定点に同じ音響レベルを生成するべく拡声器が出現するレベルが設定される。一点の周波数における周波数応答またはより広い周波数範囲における周波数応答のいずれかから、個々の拡声器のレベルを測定することができ、また、平均値、ＲＭＳ値またはメジアンを使用して、より広い周波数範囲における平均レベルを計算することができる。さらに、平均レベルの計算に先だって、異なる周波数における音響レベルに異なる重み係数を付与することも可能である。周波数範囲および重み係数は、この方法で異なる拡声器および副低音拡声器から計算された音響レベルが可能な限り主観的に類似するような方法で選択することができる。好ましい実施態様では、ＲＭＳ値を使用して、すべての周波数が同じ重み係数を有するような方法で、５００Ｈｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域から平均レベルが計算される。
【００６４】
次に、１つまたは複数の副低音拡声器の位相が、上で説明したように調整される。
【００６５】
図６および７によれば、マイクロホン・ホルダ１００は本質的に平らであり、ゴムまたは弾性プラスチックなどの弾性材料から形成されている。ホルダは、たとえばレーザ切断またはダイを使用した衝撃切断によって、一様な厚さのシート様材料から形成されることが好ましい。マイクロホン開口１０１およびスタンド１０５のための開口は、いずれもホルダ１００の中に形成されている。開口１０１および１０２は、ホルダが可能な限り多くの異なる種類のスタンド１０５およびマイクロホン４に適合するよう、円錐の形にすることができる。また、マイクロホン・ホルダ１００は、その外部表面に形成された、マイクロホン・リード線のための溝１０３を備えることができる。この溝１０３は、マイクロホン４の接触ポイントに対するマイクロホン・リード線１０４の機械的な負荷を軽くすることが意図されている。
【００６６】
図に示されている開口の形状は、当然、異なる形状にすることができる。したがって三角形および他の多角形の形状は、いずれも本発明の着想の範囲内であり、マイクロホンおよびスタンドの両方のためのアタッチメントの可能な方法である。また、切り込みを備えた開口構造も本発明の着想の範囲に包含することができる。
【００６７】
本出願においては、可聴周波数範囲という用語は、１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数範囲を意味している。
【００６８】
好ましい実施態様では、上で説明したステージは、次の順序で実行される。
−  コンピュータ・サウンド・カードを使用してすべての拡声器の音響応答が記録される。
−  個々の応答から拡声器のインパルス応答が計算される。
−  個々のインパルス応答から音響の移動時間が測定され、かつ、その移動時間に基づいて拡声器の距離が計算される。
−  個々の拡声器の距離に基づいて、その拡声器からの音響の移動時間を他の拡声器からの音響の移動時間と同じにする追加遅延が計算される。
−  個々のインパルス応答から周波数応答が計算される。
−  周波数応答に基づいて拡声器のレベルが計算される。
−  そのレベルを他の拡声器のレベルと同じレベルにすることができる修正が、拡声器毎に計算される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による方法に適した１システムのブロック図である。
【図２】本発明による第２の較正回路を示す図である。
【図３】コンピュータ・サウンド・カードが記録する、本発明による信号を示すグラフである。
【図４】本発明による較正構造で典型的に測定される信号を示すグラフである。
【図５】拡声器によって形成される試験信号を示すグラフである。
【図６】本発明によるアタッチメント手段を示す図である。
【図７】マイクロホンおよびマイクロホン・スタンドに接続された図６のアタッチメント手段を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  拡声器
２  拡声器制御ユニット（制御装置）
３  音響信号（音響測定信号）
４  マイクロホン
５  前置増幅器
６  アナログ加算器
７  サウンド・カード
８  コンピュータ
９  音響信号の応答（音響応答、音響信号、マイクロホンから得られる信号）
１０  試験信号
１２  制御ネットワーク・コントローラ（制御ユニット）
１３  制御ネットワーク（制御バス、信号および制御接続）
１４  ＩＯライン
１５  発生器
１６  拡声器エレメント
１８  インターフェース・デバイス
５０  較正信号（正弦波電気可変周波数較正信号）
１００  マイクロホン・ホルダ（音響再生システムのための手段、アタッチメント手段）
１０１  マイクロホン開口（第１の開口構造）
１０２  スタンド開口（第２の開口構造）
１０３  マイクロホン・リード線用溝（溝構造）
１０４  マイクロホン・リード線
１０５  マイクロホン・スタンド
【図１】
2009531902.tif 000003
【図２】
2009531902.tif 000004
【図３】
2009531902.tif 000005
【図７】
2009531902.tif 000006
【図４】
2009531902.tif 000007
【図５】
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【図６】
2009531902.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月27日(2008.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響再生システムのための手段（１００）であって、一様な厚さのプレート様弾性材料中に形成された、
マイクロホンのための第１の開口構造（１０１）と、
マイクロホン・スタンド（１０５）のための第２の開口構造（１０２）と
を備えたことを特徴とする手段。
【請求項２】
前記手段が、マイクロホン・リード線（１０４）のための溝構造（１０３）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の手段。
【請求項３】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方の形状が円形であることを特徴とする請求項１または２に記載の手段。
【請求項４】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方の断面が円錐形であることを特徴とする請求項１または２に記載の手段。
【請求項５】
拡声器（１）と、前記拡声器（１）のための制御装置（２）と、前記拡声器への信号および制御接続（１３）と、前記拡声器の応答を測定するためのマイクロホン（４）と、前記マイクロホンから得られる信号（９）を解析し、かつ、解析結果に基づいて前記信号（９）を設定するための解析および制御装置（１２、８、１８）とを備えた音響再生システムのための請求項１に記載の手段であって、
前記拡声器（１）が、較正信号が少なくとも本質的に全可聴周波数範囲にわたって走査するよう、本質的に正弦波の電気可変周波数較正信号（５０）を形成するための手段を備えた
ことを特徴とする手段。
【請求項６】
音響再生システムにおける、マイクロホンを支持し、かつ、取り付けるための方法であって、前記マイクロホン（４）が、一体化された平らな弾性アタッチメント手段（１００）を使用してマイクロホン・スタンドに取り付けられ、その場合に、第１の開口構造（１０１）を使用して前記マイクロホン（４）が前記アタッチメント手段（１００）に取り付けられ、また、第２の開口構造（１０２）を使用して前記アタッチメント手段（１００）の一部が前記マイクロホン・スタンドに取り付けられることを特徴とする方法。
【請求項７】
マイクロホン・リード線（１０４）が溝構造（１０３）の中に支持されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方が円形の形で形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記開口構造（１０１、１０２）のうちの少なくとも一方が円錐形の断面で形成されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
【請求項１０】
２つの孔を備えた一様な厚さのプレート様弾性材料のマイクロホン・ホルダとしての使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
図６および７によれば、マイクロホン・ホルダ１００は本質的に平らであり、ゴムまたは弾性プラスチックなどの弾性材料から形成されている。ホルダは、たとえばレーザ切断またはダイを使用した衝撃切断によって、一様な厚さのプレート様材料から形成されることが好ましい。マイクロホン開口１０１およびスタンド１０５のための開口は、いずれもホルダ１００の中に形成されている。開口１０１および１０２は、ホルダが可能な限り多くの異なる種類のスタンド１０５およびマイクロホン４に適合するよう、円錐の形にすることができる。また、マイクロホン・ホルダ１００は、その外部表面に形成された、マイクロホン・リード線のための溝１０３を備えることができる。この溝１０３は、マイクロホン４の接触ポイントに対するマイクロホン・リード線１０４の機械的な負荷を軽くすることが意図されている。
【国際調査報告】
2009531902.tif 000010
2009531902.tif 000011
2009531902.tif 000012
2009531902.tif 000013
2009531902.tif 000014