(57)【要約】  スピーカーのアレーは、入力信号が第１周波数及び第２周波数の間にあるときに、入力信号に対応するアレーパターンを生成するように、少なくとも第１及び第２トランスデューサを具備するスピーカーの物理的に離間された第１及び第２アレーに対して、単一の知覚軸を表す入力信号を分配するように、フィルタの組が構成される。
2009545928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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周波数範囲内で相殺的干渉を生成せず、かつ
（ｃ）前記第１アレー（１００Ｌ）の第１トランスデューサ（１０４，１０６）、及び前記第２アレー（１００Ｒ）の第１トランスデューサ（１０８，１１０）は、前記第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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
前記周波数範囲はまた、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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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）の前記第１トランスデューサ（１０４，１０６）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２トランスデューサ（１０４，１０６）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。
【請求項８】
前記フィルタは、前記第１アレー（１００Ｌ）の前記第１トランスデューサ（１０４，１０６）への出力信号を、前記第１アレー（１００Ｌ）の前記第２トランスデューサ（１０４，１０６）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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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（１０４，１０６）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。
【請求項１３】
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（１０４，１０６）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（１０４，１０６）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（１０８，１１０）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。
【請求項１４】
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（１０８，１１０）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。
【請求項１５】
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第３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（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ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
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（１０４，１０６；１０８，１１０）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（１０４，１０６；１０８，１１０）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。
【請求項１７】
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）相殺的干渉が、第３周波数範囲内で生成されない
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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（１０４，１０６）を動作させるとともに、前記第１アレー（１００Ｌ）の前記第２トランスデューサ（１０４，１０６）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。
【請求項２１】
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（１０４，１０６）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。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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（１０４，１０６）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。
【請求項２４】
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１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（１０４，１０６）への入力に、出力信号を提供する第２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（１０４，１０６）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（１０４，１０６）への第２合計入力に出力信号を提供する第２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３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（１０８，１１０）への入力に、クロスフィード信号を提供する第３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（１０８，１１０）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（１０８，１１０）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。
【請求項２５】
前記第２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３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。
【請求項２６】
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１オールパスフィルタ（３０４）及び前記第３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。
【請求項２７】
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。
【請求項２８】
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相殺的干渉を生成せず、
（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。
【請求項２９】
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。
【請求項３０】
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周波数範囲内で相殺的干渉を生成せず、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（１０４，１０６）、及び前記第２アレー（１００Ｒ）の前記第１トランスデューサ（１０８，１１０）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。
【請求項３１】
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。
【請求項３２】
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。
【請求項３３】
（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周波数範囲で相殺的干渉を生成せず、かつ
（ｃ）前記第１アレー（１００Ｌ）の第１トランスデューサ（１０４，１０６）及び前記第２アレー（１００Ｒ）の第１トランスデューサ（１０８，１１０）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。
【請求項３４】
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。
【請求項３５】
前記周波数範囲は、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。
【請求項３６】
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。
【請求項３７】
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。
【請求項３８】
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。
【請求項３９】
出力信号及びクロスフィード信号は、また、
（ｄ）第３周波数範囲では、相殺的干渉は生成されない
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。
【請求項４０】
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。
【請求項４１】
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。
【請求項４２】
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、追加周波数範囲で相殺的干渉を生成せず、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。
【請求項４３】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、音響トランスデューサアレー信号処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピーカーシステムの（時折、ドライバと呼ばれる）音響トランスデューサは、トランスデューサからの放射の出力を増加するために、又は、振幅及び位相を、指向性をもって制御するために、（例えば、音響双極子、又は音響単極子の組のような）アレー内にグループ化されうる。アレーは、例えば、音響双極子、又は音響単極子の組の形式を取っても良い。
【０００３】
図７内に示されているように、音響双極子７０２（例えば、その振動板の前面及び後面から、音声を均等に放射する背面開放型スピーカー）は、θ＝０で双極子７０２の中央平面７０８に沿って、前面及び後方からの波を相殺して、グラフ７００上のθ＝±９０での軸７０７に沿って中心を有する２つの極大部分７０４ａ及び７０６ａ内で効果的にエネルギーを放射する。ヌル（ｎｕｌｌ）といわれる相殺領域は、音声が発生すると知覚される方向を変化させるような、心理音響的効果を生成するのに使用しても良い。図７Ｂ及び７Ｃ内で示されているように、極大部分は、非対称（図７Ｂ内の７０４ｂ，７０６ｂ；図７Ｃ内の７０４ｃ，７０６ｃ）であるとともに、１つの平面上のみ（例えば、図７Ｂ内のヌル軸７１０）又は、複数の平面上（例えば、図７Ｃ内のヌル軸７１２，７１４に沿って）にヌルがあっても良い。図７Ｂは、また、理想的な放射パターン７１６と、実在のトランスデューサ（図示せず）によって生成された実際の放射パターンとの間にずれがありうることを説明している。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
概して、一構成では、第１アレーの複数のトランスデューサが、第１周波数範囲内で相殺的干渉を生成し、第１アレーのトランスデューサは、第２周波数範囲内で相殺的干渉を生成せず、第１アレーの第１トランスデューサ及び第２アレーの第１トランスデューサは、第２周波数範囲内で相殺的干渉を生成するように、第１及び第２アレーのトランスデューサに、出力信号及びクロスフィード信号を提供するように、フィルタが入力信号上で動作する。
【０００５】
実施は、次の特徴の１つ又は複数を具備しても良い。
【０００６】
第１周波数範囲は、対応する波長が第１アレー内のトランスデューサの間の間隔の２倍より大きい周波数範囲を具備する。周波数範囲は、対応する波長が、第１及び第２アレーの間の間隔の２倍より小さい１つである。第２周波数範囲は、対応する波長が第１及び第２アレーの間の間隔の２倍より大きい周波数範囲を具備する。第１周波数範囲は、概ね１ｋＨｚから概ね３ｋＨｚの間の周波数を具備する。第２周波数範囲は、概ね１ｋＨｚの下の周波数を具備する。
【０００７】
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、フィルタは、直列接続された、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と、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と、ハイパスフィルタと同位相にされるとともに、第１アレーの第２トランスデューサに出力信号を提供するオールパスフィルタと、を具備し、ローパスフィルタとハイパスフィルタとは、第１アレーの第１トランスデューサに出力信号を提供している。フィルタは、第１アレーの第１トランスデューサへの出力信号を、第１アレーの第２トランスデューサへの出力信号に相対的に遅延するように構成される。フィルタは、入力信号が、第１周波数範囲内にあるときに、第２アレーのトランスデューサへのクロスフィード信号を減衰する。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、フィルタは、低域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、クロスフィード信号を第２アレーに提供するローパスフィルタと、ローパスフィルタと同位相にされるとともに、第１アレーに出力信号を提供するオールパスフィルタ周波数を具備する。
【０００８】
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、フィルタは、高域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、第２アレー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と、反転ローパスフィルタと同位相にされるとともに、出力信号を第１アレーに提供するオールパスフィルタフィルタと、を具備する。フィルタは、入力信号が第２周波数範囲内にあるときに、第１アレーの第２トランスデューサへの出力信号を減衰する。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、フィルタは、第１高域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、第１アレーの第２トランスデューサに出力信号を提供する第１ハイパスフィルタと、ハイパスフィルタと同位相にされるとともに、第１アレーの第１トランスデューサに出力信号を提供する第１オールパスフィルタと、第１オールパスフィルタと同位相にされるとともに、第２アレーの第１トランスデューサ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を具備する。フィルタは、第１高域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、第２アレーの第２トランスデューサにクロスフィード信号を提供するとともに、第２オールパスフィルタと位相が一致している第２ハイパスフィルタをさらに具備する。フィルタは、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第３周波数範囲内で、第１及び第２アレーの第２トランスデューサに出力信号及びクロスフィード信号を提供する。フィルタは、第２高域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、第１及び第２アレーの各々の第２トランスデューサに、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ローパスフィルタと、第１及び第２ローパスフィルタに、それぞれ、及び互いに同位相にされるとともに、第１及び第２アレーの各々の第１トランスデューサに、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と、を具備する。
【０００９】
フィルタは、また、相殺的干渉が第３周波数範囲内で生成されないように、第１及び第２アレーのトランスデューサに、出力信号及びクロスフィード信号を提供する。第３周波数範囲は、対応する波長が、第１アレー内のトランスデューサの間の間隔の２倍より小さい周波数範囲を具備する。第３周波数範囲は、概ね３ｋＨｚより高い周波数を具備する。第３周波数範囲は、低域周波数より高い周波数を具備するとともに、フィルタは、入力信号が低域周波数より上であるときに、第１アレーの第１トランスデューサを動作させるとともに、第１アレーの第２トランスデューサへの出力信号を減衰するように構成されている。フィルタは、低域周波数でコーナー周波数を具備するとともに、第１アレーの第２トランスデューサに出力信号を提供するローパスフィルタを具備する。フィルタは、また、入力信号が、第３周波数範囲内にあるときに、第２アレーのトランスデューサへのクロスフィード信号を減衰するように構成されている。フィルタは、低域周波数にコーナー周波数を具備するとともに、第１アレーの第２トランスデューサに出力信号を提供する第１ローパスフィルタと、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、第２アレーにクロスフィード信号を提供する第２ローパスフィルタと、第２ローパスフィルタと同位相にされるとともに、第１アレーに出力信号を提供するオールパスフィルタと、を具備する。
【００１０】
フィルタは、第１アレーの第１合計入力に出力信号を提供する第１オールパスフィルタと、第１アレーの第１トランスデューサへの入力に出力信号を提供する第２オールパスフィルタと、第１アレーの第２トランスデューサへの第１合計入力に出力信号を提供するとともに直列接続された第１ローパスフィルタ及び第１ハイパスフィルタと、第１アレーの第２トランスデューサへの第２合計入力に出力信号を提供する第２ローパスフィルタと、第２アレーの第１合計入力にクロスフィード信号を提供する第３ローパスフィルタと、第２アレーの第１トランスデューサへの入力にクロスフィード信号を提供する第３オールパスフィルタと、第２アレーの第２トランスデューサへの第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ローパスフィルタ及び第２ハイパスフィルタと、第２アレーの第２トランスデューサへの第２合計入力にクロスフィード信号を提供する第５ローパスフィルタと、を具備する。第２及び第５ローパスフィルタは、低域周波数にコーナー周波数を具備し、第３ローパスフィルタ及び第１及び第２ハイパスフィルタは、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ローパスフィルタは、高域周波数にコーナー周波数を具備する。フィルタは、第１アレーの第２合計入力にクロスフィード信号を提供する第６ローパスフィルタと、第２アレーの第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と、をさらに具備し、第１信号入力は、第１オールパスフィルタ及び第３ローパスフィルタに接続されるとともに、第２信号入力は、第４オールパスフィルタ及び第６ローパスフィルタに接続される。
【００１１】
フィルタは、また、第１アレーのトランスデューサが、追加周波数範囲内の相殺的干渉を生成しないように、第１及び第２アレーのトランスデューサに出力信号及びクロスフィード信号を提供するとともに、第１アレーの複数のトランスデューサ及び第２アレーの複数のトランスデューサは、追加周波数範囲内で相殺的干渉を生成する。追加周波数範囲は、概ね５５０Ｈｚより下の周波数を具備する。
【００１２】
フィルタは、また、第２アレーの複数のトランスデューサが第１周波数範囲内で相殺的干渉を生成するために、第２及び第１アレーのトランスデューサ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入力信号上で動作し、第２アレーのトランスデューサは、第２周波数範囲内で相殺的干渉を生成せず、かつ第１アレーの第１トランスデューサ及び第２アレーの第１トランスデューサは、第２周波数範囲内で、第１入力信号及び第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。第１入力信号は左信号であるとともに第２入力信号は、右信号である。
【００１３】
概して、一構成では、第１アレーのトランスデューサが、第１及び第２周波数範囲のそれぞれで実質的に異なる角度の相殺的干渉を生成するように第１及び第２アレーのトランスデューサを駆動する出力信号及びクロスフィード信号を提供するように、フィルタは入力信号上で動作し、かつ第１アレーのトランスデューサ及び第２アレーのトランスデューサは、第２周波数範囲内で相殺的干渉を生成し、第１アレーを駆動する第１信号及び第２アレーを駆動する第２信号は同一ではない。
【００１４】
利点は、各々アレーが高域周波数の音響放射でヌルを生成するように独立に動作するとともにアレーが低域周波数でヌルを生成するように共に動作するようなスピーカーアレーを具備するスピーカーシステムの低域周波数出力効率を強化することを具備する。各アレー内部の間隔を狭めたトランスデューサと、アレーの間のより大きな間隔との組み合わせによって、高域周波数及び低域周波数信号の両方の出力の効率的な放射を可能にする。知覚軸は、アレーの物理的範囲を超えて位置しても良い。
【００１５】
他の特徴及び利点は、明細書及び特許請求の範囲から明白である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
アレーを形成するように音響ソースを組み合わせるとともに、ソース及びアレーに供給された音響信号を処理することによって、アレーを具備するスピーカーシステムの放射パターンは、スピーカーシステムによってリスナに放射される音響エネルギーについて、種々の目的を達成するように制御可能であり、個々のソースの放射パターンよりもより複雑でありうる種々のタイプの放射パターンを生成することを具備する。音響信号処理は、他のトランスデューサに適用される信号に相対的に、各トランスデューサに適用される信号を遅延する、反転する、フィルタする、位相シフトする、又はレベルシフトすることを具備しても良い。システム付近内の空間内の所与の点で、トランスデューサからの音響出力は、例えば、構成的に（音圧を増加するように）又は相殺的に（音圧を減少するように）干渉しうる。所望の形を取るとともに、所望の角度に案内するようにヌルが生成可能である。理解の簡潔さのために、我々は、水平面のような、説明上有用である平面内で指向性を検討する。水平面内で、「ヌル軸」を所望の角度に案内することを検討する。しかしながら、３次元空間では、ヌルは、シェル壁面の角度が変化する円錐形のような３次元形を具備しうることを理解すべきである。双極子タイプソースの場合、円錐角は、１８０度であるとともに、ヌルの形は、単純平面に退化する。カーディオイド形では、円錐角は０度であるとともに、ヌルの形は、単純直線に退化する。
【００１７】
音響トランスデューサを駆動するいくつかの構成は、２００６年８月４日に出願された「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｍｏｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｕｎｄｒｉｖｅｎ  Ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒ  Ｄｒｉｖｅｒｓ」という発明の名称が付された同時係属出願内で議論されているとともに、引用によって本明細書に組み込まれる。
【００１８】
放射された音響エネルギー上の信号処理の効果が、信号（及び従って音響波）の周波数に、及びトランスデューサの相対的な位置に依存するために、トランスデューサの信号処理及びグループ化の種々の組み合わせが、種々の周波数範囲内の所望の音響効果を生成するのに使用されても良い。
【００１９】
信号処理は、アナログ又はディジタルのいずれかの信号処理技術を使用して実施しても良い。アナログ信号処理システムは、具体的には、所望のフィルタ機能を達成するように配置されたオペアンプ及び種々の受動的構成要素を使用するように形成されたアナログフィルタを使用する。ディジタル信号処理は、ソフトウェア又はファームウェアによって制御される汎用コンピュータ、又は、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）プロセッサのような専用装置のような、種々のタイプのディジタルシステム内で達成されうる。離散的構成要素及びアナログ及びディジタルシステムは、組み合わせで使用しても良い。これらの信号処理構成要素及びシステムは、スピーカーアレー、個々のトランスデューサ、又は、受信器、増幅器、及び等化器のような、他のシステム構成要素の間に、中心に設置される、又は分散されても（又は、それら２つの組み合わせであっても）良い。
【００２０】
相殺的干渉を使用するときは、効率、周波数範囲、及び指向性の制御のトレードオフが要求される。いくつかの実施例では、所望の角度に指向されたヌル軸にそったヌルを伴う所定の放射パターンは、２つのトランスデューサの間の間隔が音響出力の波長の半分であるような周波数まで達成されうる。そのような周波数より上では、複数の極大部分及びヌルが出現開始し、それによって意図する効果との衝突が発生しうる。システムの効率（固定入力量に対する、リスニング環境に供給されうる音響エネルギー又は出力の量）は、スピーカーの間の間隔に直接に依存する。より大きな間隔はより高い効率を与えるが、（説明されたように）指向性が制御されうる最大周波数を低減する。いくつかの実施例では、高域周波数での制御を維持するために、アレーはその具備するトランスデューサの間に狭い間隔を具備しても良く、かつ、低域周波数で充分な出力を提供するために、異なるアレーからのトランスデューサの間で大きな間隔を具備しても良い。
【００２１】
いくつかの実施例では、図１に示されているように、２つのスピーカーアレー、左アレー１００Ｌ及び右アレー１００Ｒを具備するオーディオシステムが、リスニング環境１０３の対応する側に位置されているとともに、例えば、ステレオソースのような、対応する左及び右信号を再生するものとする。一方又は他方の側に向けられた信号は、システムの効率を強化する一方で、例えば、リスナに（又は、他の所望の方向に）向けてヌルを案内することが可能な放射パターンを達成するように、操作されるとともに反対側に対してクロスフィードされうる。
【００２２】
各アレー１００Ｌ、１００Ｒは、我々が、左外部トランスデューサ１０４、左内部トランスデューサ１０６、右内部トランスデューサ１０８、及び右外部トランスデューサ１１０と呼ぶ２つのトランスデューサを具備する。トランスデューサは、同一であってもなくても良い。１つの周波数範囲、例えば、より高い周波数範囲（各アレー内部の個々のトランスデューサの間の離間の２倍より小さい波長を伴う周波数）では、各アレーは、独立に動作するとともに、１つのトランスデューサだけが、各アレー内で使用されるので、ヌルは生成されない。中間周波数（例えば、離間されたアレーの間の間隔の２倍より小さい波長を伴う周波数）では、各アレーは、その対応する左及び右信号を再生するとともに、ヌルを生成するためにそれらの信号を当該アレーのトランスデューサの組み合わせを使用して案内するように再度独立に動作する。低域周波数では、アレーは、各々のアレー内の１つ又は両方のトランスデューサを使用して共に動作する。
【００２３】
左チャネル信号に対して、左アレー１００Ｌは、所定の放射パターンを達成するためにその２つのトランスデューサ１０４，１０６を、適切な信号処理とともに使用することによって、ヌル軸１１２で示されている所望の方向内にヌルを案内する。適切な信号処理の実施例では、左チャネル信号が外部トランスデューサ１０４に、かつ同一であるが異相の左チャネル信号が内部トランスデューサ１０６に対して供給される。（このことは、２つのトランスデューサ１０４及び１０６が同一であることを仮定する。もし、それらが同一でなければ、２つの信号は同一でないかもしれない。）所望のヌル軸方向は、２つ同一であるが異相である左チャネル信号の間に遅延を導入することによって、又は、一方のトランスデューサに供給される信号を、他方のトランスデューサに供給される信号とは異なるようにフィルタすることによって制御しても良い。もし所望するならば、アレー１００Ｌの効率は、トランスデューサ１０４に対して適用される信号に相対的にトランスデューサ１０６に対して適用される信号を減衰することによって（又は、トランスデューサ１０６に適用された信号に相対的にトランスデューサ１０４に対して適用される信号を減衰することによって）増加することが可能である。類似の振る舞いは、ヌルがヌル軸１１６に沿って右アレー１００Ｒから発生している右チャネル信号に関して発生する。
【００２４】
各々の２つのアレーの２つのトランスデューサは、例えば、中心上の５ｃｍから７ｃｍの範囲内である比較的狭い間隔１０７，１０９を具備する一方で、２つのアレーの間の間隔１１１は、より広く、例えば、５０ｃｍから７０ｃｍの範囲内にある。これによって、アレーが、通常のコンピュータ又はテレビモニタのいずれかの側に便利であるように配置することが可能になる。いくつかの実施例では、各アレー内部のトランスデューサは、中心上で６．５ｃｍ離れている。
【００２５】
低域周波数では、２つのより広く間隔を広げたアレーは、それらが単一スピーカーアレーであるかのように、共に使用されても良い。１つの低域周波数範囲、例えば５５０Ｈｚ−１ｋＨｚでは、各アレーからの１つのトランスデューサ、例えば、外部トランスデューサ１０４及び１１０は、それらの間でヌル軸１１４に沿ったヌルによって特徴付けられる所望の放射パターンを生成するようにそれらの音響出力が相殺的に干渉するように駆動されるアレーの２つの構成要素として共に使用される。この周波数範囲内のより広い構成要素の間隔は、組み合わされたアレーによる放射音の効率を増加する結果となる。他の低域周波数範囲、例えば、５５０Ｈｚより下では、左アレー１００Ｌからのトランスデューサ１０４及び１０６は、同一の信号を供給されるとともに、第１音響ソースを形成するのに使用される。右アレー１００Ｒからのトランスデューサ１０８及び１１０は、また、同一の信号を供給されるとともに、第２ソースを形成するのに使用され、２つのソースは、単一アレーを形成するように組み合わせる。意図されたのとは反対の側から送信された信号（即ち、右アレー１００Ｒから供給された左信号）は、時折本明細書内でクロスフィード信号といわれる。第１ソース及び第２ソースに送信された信号は、より高い周波数に対して上記で説明された同一のヌル軸１１４に沿って、ヌルを生成するように、上述のように処理される。即ち、トランスデューサ１０４及び１０６に供給された信号は、この低域周波数範囲では、同一であるが、トランスデューサ１０８及び１１０に供給された信号に対して反対の極性を有する。また、１つの信号が他に関して遅延されても良く、他に関してフィルタされても良く、及び／又は他に関して減衰されても良い。例えば、トランスデューサ１０８及び１１０に供給された信号は、トランスデューサ１０４及び１０６に対して供給された信号に相対的に遅延されても良く、いくらかの量（例えば２ｄＢ）だけ減衰されても良く、及び／又は、（例えば、ローパスフィルタをもって）フィルタされても良い。この配置による恩恵は、システムは、この周波数範囲内に（即ち、全部４つのトランスデューサからの）より多くの放射域を具備し、それによってシステムの最大出力性能を増加することである。このことは、所望の放射パターンを達成することと、システムの全出力性能を増加することとの両方に役立つ。全般的に、複数のトランスデューサを伴うアレーは、システム効率及び最大出力性能を改善する一方で、より広い周波数範囲に亘って所望の放射パターンを達成するために、種々の周波数範囲で動作しているトランスデューサの数の選択的な更新が使用可能である。
【００２６】
アレーの他の効果は、音像が左アレーの左まで好適に、又は右アレーの右まで好適に配置されうることである。これは、所望の方向内にヌル軸を指向させることによって達成される。これらの音像の位置（音声が発生するとリスナが解釈する位置）は、左及び右知覚軸１１８及び１２０として引用される。知覚軸の指向性は、ヌル軸の指向性を制御することによって制御しても良い。ヌル軸に沿ってヌルを生成するのに使用される信号処理の実施例は、最も基礎的であるアレー構築ブロックから開始するとともに、信号処理の各機能的特徴を順に追加して、以下でより詳細に説明される。簡潔を旨とするために、この説明は、左入力信号に焦点を当てる。以下で見るように、適切なトランスデューサに右入力信号を供給するのに、同一の処理が適用される。
【００２７】
左ヌル軸１１２に沿ったヌルは、図２に示されるように、左入力信号２０４を２つの経路に分離するとともに、左内部トランスデューサ１０６に送信される信号にローパスフィルタ２０２を適用することによって生成される。完全スペクトル信号は、この信号２０４に対して主トランスデューサとして動作する左外部トランスデューサ１０４に送信される。ローパスフィルタ２０２は、３ｋＨｚより高い周波数を具備する信号の内部トランスデューサ１０６への到達を阻止する。外部トランスデューサ１０４は、また、左チャネル高域周波数コンテンツのリスナ１０２（図１）への到達を減少するために、外方向に角度をつけても良い（図１を参照せよ）。フィルタ２０２は、また、この信号２０４に対する相殺トランスデューサとして動作するように、内部トランスデューサ１０６とともに、ヌル軸１１２に沿って音響ヌルを生成するために、信号の位相を反転する。いくつかの実施例では、ヌル軸１１２をリスナ１０２に案内するために、２１マイクロ秒の遅延がフィルタ２０２によって導入される。２ｄＢのフィルタ２０２の減衰によって、心理音響的効果を大幅に劣化させることなく全システムの効率を増加する。
【００２８】
図１及び２に示された信号分離及びトランスデューサジオメトリを伴って使用されるこの単一フィルタ２０２は、トランスデューサの物理的位置から移動されうる左知覚軸を説明しうるが、主及び相殺トランスデューサの近接近性のために、低域周波数出力限界がある。トランスデューサ１０４及び１０６を、さらに移動して離すことによってこれを解決に導きうるが、それは、より大きいアレー筐体を必要とするとともに、ヌル軸１１２の方向にシステムが制御しうる高域周波数を制限する虞がある。
【００２９】
アレーの低域周波数効率を改善するために、右外部トランスデューサは、低域周波数の相殺トランスデューサとして使用しても良い。実際には、右アレー１００Ｒは、右チャネル信号を意図した個別のスピーカーとしてというよりはむしろ、左アレー１００Ｌの一部であるかのごとく使用される。図３の実施例内で、１ｋＨｚより下の周波数に対して、ローパスフィルタ３０６とともに左入力２０４をフィルタ及び反転するとともに、この信号を右アレー１００Ｒに印加する（即ち信号をクロスフィードする）ことによってこの概念が実施されている。いくつかの実施例では、クロスフィード周波数の選択（この実施例では、１ｋＨｚ）は、トランスデューサの性能と、それらの間隔と、知覚軸の配置に関する主観的な判断とに依存する。もしヌル軸１１４に沿ったヌルがスピーカーアレーの間の直線として所望されるならば、フィルタ３０６内で遅延は必要とされない。いくつかの実施例では、低域周波数ヌルは、知覚の劣化なしに相殺トランスデューサ上で３ｄＢの減衰が許容されることが発見された。
【００３０】
ここで、アレー１００Ｒにクロスフィードされた１ｋＨｚより下の相殺信号とともに、左内部及び外部トランスデューサの間で既に確立された位相関係を破壊しないように、この周波数範囲に亘るトランスデューサ１０６及び１０８からの出力を削除することは有用である。これは、例えばハイパスフィルタ３１０及び３１２と、一致オールパスフィルタ３０２及び３１４との組を使用することによって達成しても良い。（破線矢印３２２及び３２４が同位相を指示する。）オールパスフィルタ３０２及び３１４は、また、破線矢印３２５によって示されているように、互いに同位相にされる。
【００３１】
１ｋＨｚハイパスフィルタ３１０を一致オールパスフィルタなしで左内部トランスデューサ１０６に適用すると、ヌル軸１１２に沿って確立されたヌルを破壊しうる新規の位相シフトを導入する虞がある。ヌル軸１１２に沿ったヌルの攪乱を回避するために、オールパスフィルタの位相は、対象の帯域（この実施例では、＜１ｋＨｚ）に亘って、ハイパスフィルタの位相に、概ね＋／−３０度の許容範囲内で一致する必要がある。もし位相の一致が、より広い周波数範囲に亘って発生するとともに、位相が、概ね＋／−１５度のような、より狭い角度で一致するならば、パフォーマンスは改善されうる。他のオールパスフィルタ３０４は、左アレー入力に適用されるとともに、クロスフィード信号が主信号と位相を維持するように、右ローパスフィルタ３０６に（再度＋／−３０度内で）同位相にされる。左トランスデューサ１０４及び１０６の組み合わされた出力によって形成されたヌルは、フィルタ２０２及び３１０の動作のために、１ｋＨｚから３ｋＨｚの周波数範囲に制限される。換言すると、１ｋＨｚ−３ｋＨｚの周波数範囲内部の左入力信号２０４に対して、左アレー１１００Ｌは、ヌル軸１１２に沿って、ヌルを独立に達成する。１ｋＨｚより下の周波数範囲内の左入力信号２０４に対して、左外部トランスデューサ１０４及び右外部トランスデューサ１１０は、共に、ヌル軸１１４に沿ってヌルを形成するように組み合わせる。右信号は、類似の仕方で処理しても良い。
【００３２】
このシステムの低域周波数パフォーマンスは、選択された周波数範囲、例えば、上述のように、外部トランスデューサだけが動作する（例えば、５５０Ｈｚより下の）周波数範囲より低い周波数範囲で、対応する外部トランスデューサとの組み合わせで内部トランスデューサを使用することによって強化しうる。図４で示されているように、左及び右内部アレートランスデューサ１０６及び１０８への信号入力をフィルタするとともに、混合器４１０及び４１２によって並列な高域周波数信号と混合してそれらのトランスデューサに提供するように、既存のフィルタ３１０及び３１２と並列にローパスフィルタ４０２及び４０４の組が追加される。５５０Ｈｚより下では、フィルタ４０２及び４０４は、位相が（＋／−３０度内で）、フィルタ３０２及び３１４に一致され、破線矢印４０６及び４０８によって示されている。オールパスフィルタ３０２及び３１４の間の同位相を示す破線矢印３２５は、明確性のために、図４及びそれ以降の図では除去されている。
【００３３】
図５で示されているように、これまで説明されたフィルタの殆どは、左及び右アレーが同一であると仮定して、左及び右側上で同一である。従って、右入力５０２に対して同一の効果を生成するために追加するものは殆どない。もし、左及び右アレーが同一でないならば、アレーの不一致を考慮するために、左及び右信号経路のフィルタパラメータを調節する必要があるかもしれない。（フィルタ２０２に一致する）ローパスフィルタ５１４は、トランスデューサ１０８及び１１０からの組み合わされた出力が、中間周波数範囲（この実施例では、１ｋＨｚ−３ｋＨｚ）に対して、ヌル軸１１６（図１）に沿ってヌルを生成するために、右内部トランスデューサ１０８に反転信号を提供する。ローパスフィルタ３０６の特徴に一致するローパス反転フィルタ５０６は、右信号入力５０２を受信するとともに、各アレーからの構成要素によって放射される右チャネル低域周波数信号が、左チャネルに対して達成したのと類似なヌル軸に沿って、いくつかの実施例では左チャネル信号と同一のヌル軸１１４に沿って、ヌルを生成するように、左アレー１００Ｌに右クロスフィード信号を提供する。左のように、破線矢印５１２によって示されているように、オールパスフィルタ５０４が右入力に追加されるとともに、右クロスオーバーフィルタ５０６と同位相にされる（他の同位相の破線矢印は、明確性のために除去されている）。混合器５１０及び５０８は、両アレーに対して、主信号とクロスフィード信号とを組み合わせる。第１段階の後に（即ち、フィルタ３０４，３０６，５０４又は５０６の１つの後に）発生するフィルタの各々は、その自身の側に対する入力信号をベースとした出力信号と、反対側に対する入力信号をベースとしたクロスフィード信号との両方として扱われる信号とを生成する。例えば、ローパスフィルタ４０４からの信号出力は、左入力信号２０４をベースとした出力信号、及び既にローパスクロスフィードフィルタ５０６によってフィルタされている右入力信号５０２をベースとしたクロスフィード信号の両方として参照されている。両方の信号は、左内部トランスデューサ１０６に供給される。
【００３４】
図６Ａでは、表６００は、各トランスデューサ内の減衰、遅延、及び位相シフトを具備する、図４で各トランスデューサが動作するような周波数範囲を要約する。図６Ｂ−６Ｅは、各範囲に対する動作フィルタ及び信号経路を示している。位相関係は、主トランスデューサに相対的に示されている。ここで、「＋」は、各範囲に対する主トランスデューサを指示するとともに、「−」は、相殺トランスデューサを指示する。白色の背景を伴うトランスデューサ記号は、当該トランスデューサが、当該周波数範囲では非動作である（即ち、当該範囲内の信号は、当該トランスデューサへの入力外に実質的に減衰される）ことを指示している。表６００及び図６Ｂ−６Ｅは、左入力２０４だけのフィルタを指示する。図示されていない対称表は、右入力５０２のフィルタを説明する。
【００３５】
５５０Ｈｚより下の左チャネル信号に対しては、ロー６０２及び図６Ｂによって示されているように、左アレー１００Ｌ内の両方の左トランスデューサ（外部トランスデューサ１０４及び内部トランスデューサ１０６）は動作するとともに、左外部トランスデューサ１０４のフィルタ３０２と左内部トランスデューサ１０６のフィルタ４０２とのために、互いに相対的に同位相（表１００内の記号６０４，６０６）である。右アレー１００Ｒ内の、２つの右トランスデューサ（外部１１０及び内部１０８）は動作するとともに、互いに相対的に位相が一致しているが、全体として、記号６０８，６１０によって示されているように、全体として、それらは、左トランスデューサと位相が一致していない。また、クロスフィードローパスフィルタ３０６から３ｄＢの減衰がある。ローパスフィルタ４０４は、（既にフィルタ３０６によって反転された）低域周波数信号を、右内部トランスデューサに提供する。２つのアレーからのトランスデューサの出力のこの組み合わせは、所望の放射パターンを提供するとともに、ヌル軸１１４に沿ったヌルに対して責任を持つ。各アレーの２つのトランスデューサは、単一の音響ソースとして振舞うとともに、ソースの間隔は（個々のアレー構成要素の間の間隔とは反対に）アレーの間の間隔であり、それによって、この周波数範囲内の放射効率が増加するとともに、システムの最大出力性能も増加する。この構成とともに、２つのアレーは、単一の大きなアレーのように振舞う。
【００３６】
左チャネル信号の５５０Ｈｚから１ｋＨｚの範囲内では、ロー６１２及び図６Ｃによって示されているように、外部トランスデューサ１０４，１１０は、低い範囲（６１４，６２０）内で同一である一方、内部トランスデューサ１０６，１０８は、ローパスフィルタ４０２及び４０４及びハイパスフィルタ３１０及び３１２の組み合わせのために、オフ（６１６，６１８）である。外部トランスデューサ１０４及び１１０からの出力は、ヌル軸に沿ってヌルを形式し、それはヌル軸１１４であっても良い。この範囲では、２つのアレー１００Ｌ，１００Ｒは、また、低域周波数出力効率を増加する単一の大きいアレーとして振舞う。しかしながら、各アレーから１つのトランスデューサだけが、ハイパスフィルタ３１０及び３１２からの反転信号（実施例では、おおよそ１ｋＨｚ）の干渉を回避するように動作する。ヌル軸に沿った音響ヌルは、もし所望するならば、種々のトランスデューサに適用される信号の間に遅延を導入することによって案内しても良い。
【００３７】
左チャネル信号に対する１−３ｋＨｚの範囲内のヌル軸１１２に沿ったヌルは、ロー６２２及び図６Ｄ内で示されているように、左トランスデューサだけから生成される。左外部トランスデューサ１０４は、通常通りオンである（６２４）一方で、左内部トランスデューサ１０６は、ローパスフィルタ２０２によって、（システム最大出力を増加するために）減衰され、（ヌルを生成するために）位相反転される（６２６）とともに、（ヌル軸１１２を案内するために）遅延される。この周波数範囲では、ローパスフィルタ３０６のために、右トランスデューサ１０８，１１０の両方は、オフである（６２８，６３０）。この周波数範囲では、クロスフィードはない。
【００３８】
ロー６３２及び図６Ｅ内で示されているような３ｋＨｚより上では、右トランスデューサ１０８、１１０は、オフに留まる（６３８，６４０）とともに、左内部トランスデューサ（１０６）も、フィルタ２０２によってターンオフされる（６３６）。左外部トランスデューサ１０４のみがオンに留まる（６３４）。
【００３９】
概して、各々の個々のアレーのそれぞれの構成要素を、より高い周波数で当該アレーの放射パターンを独立に制御するように使用するとともに、両アレーを低域周波数で出力される組み合わされたアレーの放射パターンを制御する何らかの方式で共に使用することによって、低域周波数での効率が維持又は改善されうるとともに、指向性がより広い周波数範囲に亘って制御されうる。間隔が広げられたアレーは、システム全体の効率を改善するので、システムは、それ自身の側の信号を制御するために各アレーを使用するに過ぎないシステムと比較して、低域周波数でより多い出力を供給することが可能である。
【００４０】
上記で留意したように、任意の数のトランスデューサを具備するアレーを配置するのに、類似の技術を使用しても良い。フィルタすべき周波数、どの信号を反転、シフト又は遅延するか、及びトランスデューサの位置をどこにするかの詳細は、トランスデューサの数、トランスデューサの特徴、所望の出力、アレーを使用すべき環境、及び各々トランスデューサの出力特性のような要素に依存する。
【００４１】
他の実施形態は、特許請求の範囲の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、オーディオシステムの構造図である。
【図２】図２は、オーディオシステムのブロック図である。
【図３】図３は、オーディオシステムのブロック図である。
【図４】図４は、オーディオシステムのブロック図である。
【図５】図５は、オーディオシステムのブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは表である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、オーディオシステムのブロック図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、オーディオシステムのブロック図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、オーディオシステムのブロック図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、オーディオシステムのブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、グラフである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、グラフである。
【図７Ｃ】図７Ｃは、グラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１００Ｌ  左アレー
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
【図１】
2009545928.tif 000003
【図２】
2009545928.tif 000004
【図３】
2009545928.tif 000005
【図４】
2009545928.tif 000006
【図５】
2009545928.tif 000007
【図６Ａ】
2009545928.tif 000008
【図６Ｂ】
2009545928.tif 000009
【図６Ｃ】
2009545928.tif 000010
【図６Ｄ】
2009545928.tif 000011
【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【国際調査報告】
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