(57)【要約】【課題】  代表的には部屋内の天井にスピーカーアレイを設置する再生システムであっても、前方定位が可能な簡易で低コストな再生システムを提供し、さらに、映像と音声の同期が得られた良好な再生が可能な再生システムを提供する。【解決手段】  本発明の再生システムは、振動板を備える複数のスピーカーから構成され音声信号を再生するスピーカーアレイ手段と、部屋内に設置されスピーカーアレイ手段からの放射音を反射する反射手段とを備え、スピーカーアレイ手段の複数のスピーカーが、それぞれの振動板の振動方向を反射手段へ向けられ、かつ、それぞれの振動板から視聴者の位置を規定する受聴点までの反射手段の反射面を介した反射路距離が等しくなるように位置が設定される。【選択図】  図１
2005051660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部屋内の視聴者に、音声信号を再生する再生システムであって、
振動板を備える複数のスピーカーから構成され該音声信号を再生するスピーカーアレイ手段と、
該部屋内に設置され該スピーカーアレイ手段からの放射音を反射する反射手段とを備え、
該スピーカーアレイ手段の該複数のスピーカーが、
それぞれの該振動板の振動方向を該反射手段へ向けられ、かつ、
それぞれの該振動板から該視聴者の位置を規定する受聴点までの該反射手段の反射面を介した反射路距離が等しくなるように位置が設定される、
再生システム。
【請求項２】
請求項１に記載の再生システムであって、
該スピーカーアレイ手段の該複数のスピーカーが、複数の受聴点に対応する複数の組に分けられる
再生システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の再生システムであって、
該音声信号のチャンネル信号に対応したスピーカーアレイ手段および反射手段を備える
再生システム。
【請求項４】
部屋内の視聴者に、同期した映像信号および音声信号を再生する請求項１から４に記載の再生システムであって、
該映像信号を映写する映写手段と、該部屋内に設置される映写面を、さらに備える
再生システム。
【請求項５】
請求項４に記載の再生システムであって、
前記反射手段の反射面と、前記映写面とが、一体に構成されて前記部屋内に設置される再生システム。
【請求項６】
請求項４または５に記載の再生システムであって、
前記映写手段が、前記映写面に映写する前記映像信号を遅延させる映像遅延回路を備え、
該映像遅延回路の遅延時間が、前記反射路距離を音波が伝搬する時間に概略等しく設定される再生システム。
【請求項７】
請求項４または５に記載の再生システムであって、
前記映像信号を遅延させる映像遅延回路あるいは前記音声信号を遅延させる音声遅延回路を備え、該映像遅延回路あるいは該音声遅延回路の遅延時間が、映像信号処理に要する時間および前記反射路距離を音波が伝搬する時間に基づいて、映像信号および音声信号の同期を保つように設定される再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号を再生する再生システム、もしくは、同期した映像信号および音声信号を再生する再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオもしくはＡＶシステムといった再生システムにおいては、部屋内に設置されるスピーカー、ディスプレイやスクリーン等によって、視聴者に音声信号もしくは同期した映像信号および音声信号を再生する。このとき、ディスプレイやスクリーンを壁面に設け、音声信号再生に用いられるスピーカーを壁面や天井に設置する場合がある。これらの場合において、特に天井にスピーカーを設置する場合には、視聴者にとっては、映像信号の映写方向と音声信号の到来方向が一致しないため、一体感が乏しいという問題がある。
【０００３】
図６は、従来技術の再生システムを説明する図である。部屋１０１の天井１０２に設置されるスピーカーアレイ１０は、視聴者１００の上方に位置し、複数（図６では８個）のスピーカー１１〜１８により構成され、それぞれのスピーカーには、遅延回路２１〜２８およびレベル制御回路３１〜３８が接続される。スピーカーアレイ１０は、これらの遅延時間およびレベルを設定することにより、放射指向特性を制御し、放射音の主ビームを部屋１０１の壁面１０３へ向けることができる。その結果、視聴者１００は、壁面１０３で反射した音波によって音像定位を得るため、スピーカーアレイ１０の方向（上方）からでなく壁面１０３の方向（前方）から音声信号が再生されていると感じる。なぜなら、視聴者１００にとっては、スピーカーアレイ１０からの直接音ＤＳよりも壁面１０３からの反射音ＲＳの方がレベルが高く、直接音ＤＳに対する反射音ＲＳの遅延もハース効果を生じる時間内であるので、直接音ＤＳではなくて反射音ＲＳにより定位感を得るからである。
【０００４】
従って、映像信号と音声信号が同時に再生される場合には、映像と音像の前方定位が一致する。例えば、同期した映像信号Ｖおよび音声信号Ａを再生する再生装置４０は、映像信号Ｖをプロジェクタ４１へ出力して壁面１０３に設けられたスクリーン４２に映写し、音声信号Ａをスピーカーアレイ１０により再生することにより、映像と音像の定位を前方にすることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３３５９１号公報  （第１図、第２図、第９図）
【０００６】
しかしながら、従来技術の再生システムにおいては、複雑な遅延回路およびレベル制御回路を要し、低コストで実現することが困難であるという問題がある。スピーカーアレイ１０の複数のスピーカーは、その数を多くすることが望ましいが、それぞれに遅延回路およびレベル制御回路を設け、それぞれを調整することは、現実的でなかった。音声信号が、ステレオ信号やマルチチャンネル信号などの複数チャンネルの場合には、さらに大きな規模のシステムとなっていた。
【０００７】
加えて、従来技術の再生システムにおいては、同期した映像信号および音声信号を再生する場合に、スピーカーアレイ１０からの放射音が壁面１０３で反射して視聴者１００に到達するのに、５〜４０ｍｓｅｃ程度の大きな遅延が生じる。従って、映像と音声の同期が失われて再生されるため、視聴者１００にとっては違和感のある再生状態となるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、代表的には部屋内の天井にスピーカーアレイを設置する場合であっても、前方定位が可能な簡易で低コストな再生システムを提供し、さらに、映像と音声の同期が得られた良好な再生が可能な再生システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の再生システムは、部屋内の視聴者に音声信号を再生する再生システムであって、振動板を備える複数のスピーカーから構成され音声信号を再生するスピーカーアレイ手段と、部屋内に設置されスピーカーアレイ手段からの放射音を反射する反射手段とを備え、スピーカーアレイ手段の複数のスピーカーが、それぞれの振動板の振動方向を反射手段へ向けられ、かつ、それぞれの振動板から視聴者の位置を規定する受聴点までの反射手段の反射面を介した反射路距離が等しくなるように位置が設定される。
【００１０】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１１】
本発明の再生システムでは、スピーカーアレイ手段の複数のスピーカーについて、それぞれ以下のように位置を設定される。つまり、それぞれのスピーカーの振動板の振動方向は、反射手段へ向けられ、かつ、それぞれの振動板から視聴者の位置を規定する受聴点までの反射手段の反射面を介した反射路距離が、等しくされる。従って、反射面で反射した放射音（以下、反射音という）が受聴点に同時に集中して到達するので、反射音の合成レベルが直接音よりも大きくなり、視聴者は、反射音が到来する方向を音像定位方向として知覚することができる。従来技術の再生システムでスピーカーアレイ手段の放射指向特性を制御する場合であっても、反射音の合成レベルを直接音よりも大きくすることができるが、本発明の再生システムでは、受聴点における反射音の合成レベルの増大をさらに顕著にすることができる。放射指向特性を制御する場合には、反射音が集中する受聴点を設けることは困難であるのに対し、本発明の再生システムでは、振動板の振動方向と反射路距離を等しく設定するのみでよい。さらに、本発明の再生システムでは、放射指向特性を制御する場合に必要な遅延回路や、レベル制御回路が不要である。
【００１２】
好ましい実施形態においては、本発明の再生システムは、スピーカーアレイ手段の複数のスピーカーが、複数の受聴点に対応する複数の組に分けられる。したがって、発明の再生システムでは、複数の視聴者がいる場合においても、それぞれの視聴者が音像定位を得ることができる。
【００１３】
好ましい実施形態においては、本発明の再生システムは、音声信号のチャンネル信号に対応したスピーカーアレイ手段および反射手段を備える。したがって、視聴者は反射手段の方向からそれぞれのチャンネル信号の音像定位を得ることができる。
【００１４】
好ましい実施形態においては、本発明の再生システムは、部屋内の視聴者に同期した映像信号および音声信号を再生する再生システムであって、映像信号を映写する映写手段と、部屋内に設置される映写面を、さらに備える。
【００１５】
好ましい実施形態においては、本発明の再生システムは、上記の反射手段の反射面と映写面とが、一体に構成されて部屋内に設置される。したがって、視聴者には、映像と音像の定位を前方で一致させることができる。
【００１６】
好ましい実施形態においては、本発明の再生システムは、上記の映写手段が、映写面に映写する映像信号を遅延させる映像遅延回路を備え、映像遅延回路の遅延時間が、反射路距離を音波が伝搬する時間に概略等しく設定される。したがって映像と音声の再生に時間ズレがないので、視聴者にとって違和感を覚える再生状態となることがない。
【００１７】
好ましい実施形態においては、本発明の再生システムは、映像信号を遅延させる映像遅延回路あるいは音声信号を遅延させる音声遅延回路を備え、映像遅延回路あるいは音声遅延回路の遅延時間が、映像信号処理に要する時間および反射路距離を音波が伝搬する時間に基づいて、映像信号および音声信号の同期を保つように設定される。したがって、映像信号処理に要する時間が長い場合であっても、視聴者にとって映像と音声の再生に時間ズレをなくすことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の映像信号および音声信号の再生システムは、代表的には部屋内の天井にスピーカーアレイを設置する場合であっても、簡易で低コストであり、映像と音像の定位が一致した一体感のある再生状態が得られる。さらに、映像と音声の同期が得られた良好な再生が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態による映像信号および音声信号の再生システムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【００２０】
本発明の映像信号および音声信号の再生システムでは、簡易かつ低コストで、映像と音像の定位が一致した一体感のある再生状態にするという目的を、スピーカーアレイ手段の複数のスピーカーについて、それぞれの振動板の振動方向を反射手段へ向け、かつ、それぞれの振動板から視聴者の位置を規定する受聴点までの反射手段の反射面を介した反射路距離が等しくなるように位置を設定することにより、数多くの遅延回路およびレベル制御回路を設けることなく実現した。
【実施例１】
【００２１】
図１および図２は、本発明の好ましい実施形態による音声信号の再生システムについて説明する図である。図１は部屋１０１の側断面図、図２は部屋１０１の平面図である。部屋１０１内の受聴点Pに位置する視聴者１００の上方の天井１０２には、スピーカーアレイ１０が設けられ、前方の壁面１０３には、反射手段４２が設けられる。再生装置４０から再生される音声信号Ａは、増幅器３０を経てスピーカーアレイ１０に入力される。スピーカーアレイ１０は、振動板を備えるスピーカー１１〜１４が４個並列接続されて構成されている。なお、再生装置４０は、代表的には、ＣＤ、ＤＶＤプレーヤ等の映像音響機器であればよい。
【００２２】
本発明の再生システムでは、スピーカーアレイ１０の４個のスピーカー１１〜１４のそれぞれにおいて、振動板Sの振動方向が、反射手段４２へ向けられ、反射音ＲＳは、受聴点Ｐの方向へ反射する。そのうえ、スピーカー１１〜１４のそれぞれの振動板から視聴者１００の位置を規定する受聴点Ｐまでの反射手段４２の反射面を介した反射路距離が、等しくなるように設定される。ここで、図1および図２において反射路距離とは、振動板Sから反射手段４２の反射点Rへの距離と、反射点Rから受聴点Pへの距離の和である。受聴点Pから見ると、反射手段４２の反射面からの反射音ＲＳが受聴点Ｐに集中して同時に到達するように、スピーカーアレイ１０の複数のスピーカー１１〜１４は方向および位置が設定されている。すなわち、スピーカーアレイ１０をこの位置に設定することは、図１および図２に図示した反射手段４２の反射面に対する鏡像であって反射路距離だけ離れた虚スピーカーアレイ１０ａを設ける場合に等価である。
【００２３】
従って、受聴点Pでは、直接音ＤＳよりも反射音ＲＳの合成レベルの増大を顕著にすることができる。その結果、視聴者１００は、天井１０２にスピーカーアレイ１０が設けられているにもかかわらず、反射音ＲＳの到来する反射手段４２の方向に音像定位を得ることができる。
【００２４】
なお、スピーカーアレイ１０のスピーカーの振動板Sは、それぞれほぼ同一形状であればよく、コーン型、平面型、あるいはドーム型といった振動板形状を問わない。また、振動板Sの振動方向とは、振動板Sに結合したボイスコイル等の駆動部が振動して音波を放射するように設計される方向と概略一致する方向であればよい。スピーカーアレイ１０のスピーカーの数は４個に限られず、複数であればよく、接続方法も複数のスピーカーが同一の条件となる接続方法であれば、並列接続でも直列接続でもよい。図１および図２の実施例のように、反射手段４２の反射面が平面である場合には、複数のスピーカー１１〜１４は、反射路距離が等しくなるように円弧状に配置される。もちろん、反射手段４２の反射面の形状は平面に限られるものではなく、曲面の場合であっても上記の反射路距離が等しくなるようなスピーカーアレイ１０の構成となっていればよい。また、反射手段４２は、反射率の高い音響反射板や建築用板部材であればよく、部屋１０１の壁面１０３であってもよい。
【実施例２】
【００２５】
図３は、本発明の他の好ましい実施形態による音声信号の再生システムについて説明する平面図である。部屋１０１内には、２名の視聴者１００Ｌと１００Ｒが左右に並んでいる。受聴点PＬに位置する視聴者１００Ｌと、受聴点PＲに位置する視聴者１００Ｒに音声信号Ａをスピーカーアレイ１０から提供する場合において、スピーカーアレイ１０の複数のスピーカー１１〜１８が、２個の受聴点ＰＬおよびＰＲに対応する組（１１〜１４）および（１５〜１８）に分けられている。このように本発明の再生システムでは、複数の視聴者がいる場合においても、スピーカーアレイ１０を対応する複数のスピーカーの組に分け、それぞれのスピーカーの組においてスピーカーの方向および位置を設定することにより、それぞれの視聴者が反射手段４２の方向に音像定位を得ることができる。このように容易にそれぞれの受聴点ＰＬおよびＰＲにおける反射音の合成レベルの増大を顕著にすることができるので、大規模な遅延回路やレベル制御手段も不要である。
【００２６】
なお、複数の視聴者は、本実施例の２名の場合に限られるものではなく、３名以上であっても良い。また、スピーカーアレイ１０のスピーカーの数は、一名の視聴者（一つの受聴点）に対応する一組のスピーカーが複数であればよい。
【実施例３】
【００２７】
図４は、本発明の他の好ましい実施形態による音声信号の再生システムについて説明する平面図である。図示した場合において、再生装置４０から再生される音声信号は、左音声信号ＡＬと右音声信号ＡＲとからなるステレオ信号である。左音声信号ＡＬは、増幅器３０Ｌを経てスピーカーアレイ１０Ｌに入力され、右音声信号ＡＲは、増幅器３０Ｒを経てスピーカーアレイ１０Ｒに入力される。スピーカーアレイ１０Ｌおよび１０Ｒは、振動板を備えるスピーカー１１〜１４および１５〜１８が４個並列接続されて構成されている。ここで、それぞれのスピーカーの振動板の振動方向が、反射手段４２へ向けられ、かつ、スピーカーのそれぞれの振動板から視聴者１００の位置を規定する受聴点Ｐまでの反射手段４２の反射面を介した反射路距離が、等しくなるように設定される。
【００２８】
その結果、スピーカーアレイ１０Ｌおよび１０Ｒから放射された放射音は、反射手段４２で反射されて受聴点Ｐに到達する。視聴者１００は、左音声信号ＡＬについては反射音ＲＳＬの到来する前方左方向に、右音声信号ＡＲについては反射音ＲＳＲの到来する前右方向に、音像定位を得ることができる。このように、本発明の再生システムは、音声信号のチャンネル信号に対応したスピーカーアレイ手段と、反射手段とを備えるので、スピーカーアレイ１０Ｌおよび１０Ｒを設けることにより、容易に左右方向の定位をも実現できる。
【００２９】
なお、音声信号は、モノラル信号やステレオ信号に限られない。音声信号が、側方左信号、側方右信号を含むマルチチャンネルサラウンド信号であっても、視聴者１００の側方に位置する側方壁１０４に反射手段を設け、これらの反射手段に対応するスピーカーアレイ（図示せず）を天井に設けることにより、視聴者に反射手段の方向からそれぞれのチャンネル信号の音像定位を得ることができる。
【実施例４】
【００３０】
図５は、本発明の好ましい実施形態による映像信号および音声信号の再生システムについて説明する側断面図である。再生装置４０から再生される音声信号Ａは、増幅器３０を経てスピーカーアレイ１０に入力される。スピーカーアレイ１０は、振動板を備える複数のスピーカーから構成され、それぞれのスピーカーの振動板の振動方向は、反射手段の反射面と映写面とが一体に構成されるスクリーン４２へ向けられ、かつ、スピーカーのそれぞれの振動板から視聴者１００の位置を規定する受聴点Ｐまでのスクリーン４２の反射面を介した反射路距離が、等しくなるように設定される。
【００３１】
一方、再生装置４０から再生される映像信号Ｖは、映写手段の映像遅延回路４３を経てプロジェクター４１によって、前方の壁面１０３に設けられるスクリーン４２の映写面に映写される。加えて、映像信号を遅延させる映像遅延回路の遅延時間が、反射路距離を音波が伝搬する時間に概略等しく設定される。この遅延時間は、部屋１０１の大きさやスピーカーアレイ１０とスクリーン４２の距離等にしたがって２〜９ｍｓｅｃ程度の時間であり、好ましくは、３〜５ｍｓｅｃ程度である。映像遅延回路は、デジタルディレイなど任意の回路が適用し得る。その結果、同期した映像信号および音声信号を再生する場合に、視聴者１００にとっては、映像と音像の定位が前方で一致するとともに、映像と音声の時間ズレがないので視聴者１００にとっては違和感を覚える再生状態となることがない。
【００３２】
また、再生装置４０から再生される映像信号Ｖが、プログレッシブスキャンなどの映像信号処理によって、同期した音声信号Aに対して遅延する場合には、上記の実施例における映像遅延回路の遅延時間は、反射路距離を音波が伝搬する時間から映像信号処理に要する時間を差し引いた時間とすればよい。さらに、映像信号処理に要する時間の方が極めて長く、反射路距離を音波が伝搬する時間よりも長い場合には、映像信号Ｖを遅延させる映像遅延回路に代えて、音声信号Aを遅延させる音声遅延回路を設けてもよい。したがって、映像信号Ｖの映像信号処理に要する時間が長い場合であっても、視聴者にとって映像と音声の再生に時間ズレをなくすことができる。
【００３３】
なお、本発明の映像信号および音声信号の再生システムにおいては、必ずしも反射手段の反射面と映写面とがスクリーンとして一体に構成される場合に限定されない。映像と音像との定位の方向が一致しない音声チャンネル信号の場合には、前方に設けられる映写面（スクリーン）とは別個に、音像を定位させる方向に音響反射板等の反射手段を設けてもよい。映写手段および映写面は、プロジェクターおよびスクリーンである場合に限られない。代表的には、ブラウン管や、液晶ディスプレイ等といった映像表示機器およびその映写面であって、映像信号を表示できればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
部屋にディスプレイやスクリーンを壁面に設ける場合に、スピーカーを天井に設置することにより、部屋の空間利用の自由度が向上する。同時に、映像信号の映写方向と音声信号の到来方向が一致するため、一体感がある再生状態を実現できる。本発明は、家庭内で用いられる場合の他にも、博物館や展示会場といった展示物および映像に対して音声を再生する場合にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の再生システムについて説明する側断面図である。（実施例１）
【図２】本発明の再生システムについて説明する平面図である。（実施例１）
【図３】本発明の他の再生システムについて説明する平面図である。（実施例２）
【図４】本発明の他の再生システムについて説明する平面図である。（実施例３）
【図５】本発明の他の再生システムについて説明する側断面図である。（実施例４）
【図６】従来技術の再生システムについて説明する側断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０          スピーカーアレイ
１１〜１８    スピーカー
２１〜２８    遅延回路
３１〜３８    レベル制御回路
４０          再生装置
４１          プロジェクター
４２          反射板、スクリーン
４３          映像遅延回路
１００        視聴者
１０１        部屋
１０２        天井
１０３        壁面
１０４        側壁面
【図１】
2005051660.tif 000003
【図２】
2005051660.tif 000004
【図３】
2005051660.tif 000005
【図４】
2005051660.tif 000006
【図５】
2005051660.tif 000007
【図６】
2005051660.tif 000008