(57)【要約】【課題】聴取者にスピーカ位置を感じさせない。【解決手段】  スピーカ装置１０は、四角柱の筐体１１の中に鉛直方向１列のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎが並べられている。各スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎには遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎが接続されており、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延量を制御することにより、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの出力に床及び天井に対する指向性を持たせる。スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから出力された音声は、床や天井を反射して間接音として聴取者に与えられる。【選択図】図１
2007037058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１列に並べられた複数のスピーカユニットと、
上記複数のスピーカユニットのオーディオ信号の出力を遅延させる遅延処理部と
を有し、
上記遅延処理部は、上記複数のスピーカユニットの出力を合成した結果得られる音声の指向性の主軸が略上方向又は略下方向となるように遅延時間を制御すること
を特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
上記複数のスピーカユニットは、鉛直方向に並べられていることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項３】
遅延時間の組み合わせを記録した遅延時間記録部と、
上記遅延時間の組み合わせをユーザに選択させる遅延時間選択部と
を備えることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項４】
聴取者の聴取領域と対向する筐体の面を除く面に上記複数のスピーカユニットが配設されていることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項５】
各スピーカユニットは、上記指向性の主軸ごとに、異なるチャンネルの音声を出力することを特徴とする請求項４記載のスピーカ装置。
【請求項６】
各スピーカユニットは、上記複数のスピーカユニットの出力を合成した結果得られる音声の指向性の主軸と略同じ向きとなるように配設されていることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項７】
各スピーカユニットは、鉛直方向上向き又は鉛直方向下向きに配設され、上記スピーカユニットが配設された水平面に対して所定の角度をもつ案内空間が形成され、上記スピーカユニットから出力された音声は、上記案内空間を通ることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項８】
上記遅延処理部は、遅延時間の異なるオーディオ信号を多重化し、異なる指向性を有する複数の音声を上記複数のスピーカユニットから出力させることを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【請求項９】
上記遅延処理部は、ディレイラインに入力したオーディオ信号を各スピーカユニットに対応した位置で読み出すことにより、各スピーカユニットの遅延時間を制御することを特徴とする請求項１記載のスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスピーカユニットを備え、これらのスピーカユニットから出力されるオーディオ信号の指向性を制御するスピーカ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホームシアターやＡＶシステムなど適用して好適なスピーカシステムとして、スピーカアレイがある（例えば、特許文献１参照）。図１７は、そのスピーカアレイ１０の一例を示すものである。スピーカアレイ１０は、多数のスピーカ（スピーカユニット）ＳＰ０〜ＳＰｎを配列したものである。この場合、一例として、スピーカの口径は数ｃｍである。スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎは平面上に２次元状に配列されたり、水平方向の直線上に配列されている。
【０００３】
そして、オーディオ信号が、ソースＳＣから遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎに供給されて所定の時間τ０〜τｎだけ遅延され、その遅延されたオーディオ信号がパワーアンプＰＡ０〜ＰＡｎを通じてスピーカＳＰ０〜ＳＰｎにそれぞれ供給される。なお、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間τ０〜τｎについては、後述する。
【０００４】
すると、どの場所においても、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから出力される音波が合成され、その合成結果の音圧が得られることになる。そこで、図１７に示すように、スピーカＳＰ０〜ＳＰｎにより形成される音場において、所定のポイントＰｔｇ、Ｐｎｃを、
Ｐｔｇ：周囲よりも音圧を上げたい場所。音圧増強点。
Ｐｎｃ：周囲よりも音圧を下げたい場所。音圧低減点。
とすると、任意の場所を音圧増強点Ｐｔｇとする方法は、図１７あるいは図１８に示す方法に大別できる。
【０００５】
すなわち、図１７に示す方法の場合には、
Ｌ０〜Ｌｎ：各スピーカＳＰ０〜ＳＰｎから音圧増強点Ｐｔｇまでの距離
ｓ        ：音速
とすると、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間τ０〜τｎを、
τ０＝（Ｌｎ−Ｌ０）／ｓ
τ１＝（Ｌｎ−Ｌ１）／ｓ
τ２＝（Ｌｎ−Ｌ２）／ｓ
・・・・
τｎ＝（Ｌｎ−Ｌｎ）／ｓ＝０
に設定する。
【０００６】
すると、ソースＳＣから出力されるオーディオ信号がスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎにより音波に変換されて出力されるとき、それらの音波が音圧増強点Ｐｔｇに到達するとき、すべて同時に到達することになり、音圧増強点Ｐｔｇの音圧は周囲よりも大きくなる。
【０００７】
つまり、図１７のシステムの場合は、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから音圧増強点Ｐｔｇまでの行路差により各音波に時間差を生じるが、この時間差を遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎにより補償して音圧増強点Ｐｔｇに音の焦点を結ばせるものである。なお、以下、このタイプのシステムを「焦点型」と呼び、音圧増強点Ｐｔｇを「焦点」と呼ぶものとする。
【０００８】
また、図１８に示す方法の場合には、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから出力される進行波（音波）の位相波面が同じになるように遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間τ０〜τｎを設定することにより、音波に指向性を与えるとともに、その指向方向を音圧増強点Ｐｔｇの方向とするものである。このスピーカアレイ２０は、焦点型のシステムにおいて、距離Ｌ０〜Ｌｎを無限大した場合とも考えられえる。なお、以下、このタイプのスピーカアレイ２０を「指向性型」と呼ぶ、音波の位相波面が揃う音波の方向を「指向方向」と呼ぶものとする。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２３３５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、マルチチャンネルのオーディオソースを含んだ音楽コンテンツが普及し、映画コンテンツの音響効果のように、音像の定位感を強く感じられるように設計されたスピーカシステムが提供されている。このようなスピーカシステムでは、各チャンネルに対応したスピーカの特性や配置などを適正なものにし、聴取者は正しい位置に座ると、適切な定位感を得ることができる。
【００１１】
音楽をＢＧＭとして聞く場合、定位感や発音するスピーカの位置が明確でない方が、広い聴取位置にて定位などを気にせずに聴取できる場合もある。従来、図１９に示すように、スピーカの後側（スピーカから見て聴取者と反対側）に、別途スピーカをつけたり、音響ダクトを設けたりして、後壁からの反射による間接音成分を聞かせるスピーカシステムが存在する。
【００１２】
しかしながら、図１９のスピーカシステムで使用している、スピーカやダクトは、指向性が広くなく、出力される音声のエネルギーも小さいため、図１９の点線に描画したような、はっきりとした指向性が得られるわけではない。
【００１３】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、聴取者にスピーカ位置を感じさせないスピーカ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するため、本発明にかかるスピーカ装置は、少なくとも１列に並べられた複数のスピーカユニットと、複数のスピーカユニットのオーディオ信号の出力と遅延させる遅延処理部とを有し、遅延処理部は、複数のスピーカユニットの出力を合成した結果得られる音声の指向性の主軸が略上方向又は略下方向となるように遅延時間を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明を適用したスピーカ装置によれば、複数のスピーカユニットのオーディオ信号の出力を遅延させて、複数のスピーカユニットの出力を合成した結果得られる音声の指向性の主軸が略上方向又は略下方向となるように遅延時間を制御する。これにより、スピーカ装置から出力された床や天井で反射し、広い聴取位置にて聴取者にスピーカ位置を感じさせない音声を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を適用したスピーカ装置について説明する。図１は、本発明を適用したスピーカ装置１０の外観図である。図１（ａ）に示すスピーカ装置１０は、筐体１６が四角柱であり、筐体１６の４つの側面には、それぞれ１列のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎを並べている。スピーカ装置１０は、水平面上の４つの方向に向かって音声を出力する。図１（ｂ）に示すスピーカ装置２０は、筐体１６が四角柱であり、筐体１６の４つの側面には、それぞれスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎが２列並べられている。
【００１７】
図２は、スピーカ装置１０の内部構造を説明するブロック図である。スピーカ装置１０は、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎと、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎとを備える。遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎは、音源１１から出力されるオーディオ信号を遅延させ、スピーカ装置１０から出力される音波に指向性を持たせる。スピーカ装置１０の指向性制御には、ある点（音圧増強点）に音の焦点を結ばせる「焦点型」と、音波の位相波面を揃えた「指向型」とがある。
【００１８】
図３は、指向性型スピーカ装置の原理を示している。指向性型スピーカ装置は、全てのスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから出力される音波が同一の位相波面Ｐを形成するように、オーディオ信号の出力を遅延させる。各遅延回路の遅延量は、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎと位相波面Ｐとの距離によって決まる。位相波面Ｐに最も近いスピーカユニットＳＰ０と位相波面Ｐとの距離をＬ０を０とすると、他のスピーカユニットＳＰ１〜ＳＰｎと位相波面Ｐとの距離はＰＬ１〜ＰＬｎである。遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎは、距離Ｌ０〜Ｌｎを音速ｃで割った時間だけスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎへの出力時間を遅延させる。（式１）は、遅延時間を算出する式である。なお、（式１）において、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間をそれぞれｐｄ０〜ｐｄｎと表現する。  
ｐｄ０＝ＰＬ０／ｃ
ｐｄ１＝ＰＬ１／ｃ
ｐｄ２＝ＰＬ２／ｃ
・・・・
ｐｄｎ＝ＰＬｎ／ｃ    ・・・（式１）
スピーカ装置１０が、このように遅延時間を制御すると、全てのスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから出力された音声が平面的な音波を形成する。
【００１９】
図４は、焦点型スピーカ装置の原理を示している。焦点型スピーカ装置は、全てのスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから出力された音声が焦点Ｐｔｇに集中する。各遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延量は、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎと焦点Ｐｔｇとの距離によって決まる。遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎは、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎと焦点Ｐｔｇとの距離差ＦＬ０〜ＦＬｎを音速ｃで割った時間だけスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎへの出力時間を遅延させる。（式１）は、遅延時間を算出する式である。なお、（式２）において、遅延回路ＤＬ０〜ＤＬｎの遅延時間をそれぞれｆｄ０〜ｆｄｎと表現する。  
ｆｄ０＝ＦＬ０／ｃ
ｆｄ１＝ＦＬ１／ｃ
ｆｄ２＝ＦＬ２／ｃ
・・・・
ｆｄｎ＝ＦＬｎ／ｃ    ・・・（式２）
スピーカ装置１０が、このように遅延時間を制御すると、全てのスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから出力された音声が同時に焦点Ｐｔｇに到達する。
【００２０】
本実施例では、「指向性型」「焦点型」に関係なく指向性を持たせた音波をビームと呼ぶ。本発明を適用したスピーカ装置１０は、スピーカ装置１０が配設される空間の床や天井にビームを出力する。一般的に、床や天井は、壁に比べ、物が置かれている可能性が低く、反射に適している。床・天井相互では、１回の反射のみならず、複数回の反射が発生する可能性が高く、多くの方向から間接音が聴取者に到達することになる。これにより、聴取者にスピーカ装置１０の明確な位置を感じさせないという効果が得られる。また、スピーカ装置１０の高さのみではなく、天井や床の高さからも音声が届くため、聴取者が立ったり座ったりする場合でも、音圧の変化が少なく感じられる。さらに、本発明を適用したスピーカ装置１０は、音声の指向性を制御するため、確実にビームの向きを制御でき、間接音であってもエネルギーが低下しないという効果が得られる。
【００２１】
なお、スピーカ装置１０の指向性制御は、スピーカ装置１０が配設される空間の天井・床における複数回の反射回数を増やす目的で、平面波的な音波を放出する「指向性型」が望ましいが、壁からの反射音としての音響効果を高めるために「焦点型」を使用しても問題がない。また、ユーザの好みやスピーカの使用目的などに応じて「指向性型」と「焦点型」とを選択できるようにしてもよい。
【００２２】
次いで、図５を参照して、スピーカ装置１０の他の構成について説明する。このスピーカ装置１０は、遅延回路の代わりにディレイライン１２を利用する。ディレイライン１２とは、例えば、サーキュラバッファである。ディレイライン１２は、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）のバッファであり、音源１１から入力したオーディオ信号を格納するとともにバッファの容量を超えたデータを解放する。ディレイライン１２は、ＤＳＰ１３の機能として実装されることが多いため、以下の図面では、ディレイライン１２をＤＳＰ１３の一部として描画している。
【００２３】
ＤＳＰ１３は、遅延時間の制御を行う。図５を参照してディレイラインＤＬ０〜ＤＬｎに入力したサンプルＳをスピーカユニットＳＰ０に出力させるまでのＤＳＰ１３の動作を説明する。サンプルとは、ディレイラインに入力されるデータの単位である。１サンプルの入力に要する時間をＴとする。
【００２４】
まず、ディレイライン１２は、時刻ｔ０において、サンプルＳを入力する。そして、時刻ｔ０からＴ時間経過した時刻ｔ１（＝ｔ０＋Ｔ）に、ディレイライン１２は、次のサンプルＳ１を入力する。さらにＴ時間経過した時刻ｔ２（＝ｔ０＋２Ｔ）で、ディレイライン１２は、２つ目のサンプルＳ２を入力する。この間、初めに入力したサンプルＳの位置は徐々に右に移動する。そして、時刻Ｄａ０になると、サンプルＳは、スピーカユニットＳＰ０に出力される位置Ｐ０に到着する。ＤＳＰ１３は、位置Ｐ０に到着したサンプルＳをスピーカユニットＳＰ０に出力する。その後も、サンプルＳは、時間とともに移動する。時刻Ｄａ１になると、ＤＳＰ１３は、位置Ｐ１に到着する。ＤＳＰ１３は、位置Ｐ１に到着したサンプルＳをスピーカユニットＳＰ１に出力する。このようにして、ＤＳＰ１３は、オーディオ信号の出力を遅延させる。
【００２５】
サンプルの遅延時間は、サンプルを読み出す位置に関係する。サンプルの読み出す位置が音源１１に近いときには、音源１１から入力したサンプルが直ぐに読み出されるため、遅延時間が長い。サンプルの読み出す位置が音源１１から遠いときには、音源１１から入力したサンプルが読み出す位置に移動するまで時間がかかるため、遅延時間が短い。読み出し位置は、ＤＳＰ１３のソフトウェア的に制御できるため、簡単に変更することができる。
【００２６】
次いで、ディレイライン１２の他の使用方法を説明する。図６は、方向ａ、方向ｂ、方向ｃの３方向のビームを同時に生成する例である。方向ａのビームは、言い換えれば、方向ａに垂直な位相波面Ｐａの音波であり、方向ｂのビームは位相波面Ｐｂに垂直な音波であり、方向ｃは位相波面Ｐｃに垂直な音波である。
【００２７】
図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、方向ａ、方向ｂ、方向ｃのビームを生成する処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃの動作を示している。処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃとは、具体的には、遅延時間の制御によりビームを生成するためのプログラムモジュールである。各処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、それぞれ１方向のビームを生成する。ＤＳＰ１３は、処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃを同時に動作させ、３つのビームを同時に生成する。
【００２８】
図７は、ＤＳＰ１３が３つの処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃを同時に動作させるときの様子を示している。３つの処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃを同時に動作させると、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示したディレイライン上の３つの位置が１つのスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎに対応付けられる。３つの位置から読み出された３つのサンプルは、多重化されて１つのスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎから出力される。多重化された音声は、３方向のビームとなる。
【００２９】
ＤＳＰ１３を使用した遅延制御では、処理ブロック（ＤＳＰが並行処理するプログラム）１３ａ、１３ｂ、１３ｃを増加させると、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの個数を増加することなくとも、複数のビームを生成することができる。
【００３０】
なお、処理ブロック１３ａ〜１３ｃにおける、遅延時間は、プリセットという形でメモリ１４上にデータベース化されている。すなわち、遅延時間は、スピーカ装置１０の使用に先立って、スピーカ装置１０が配設される空間の形状や大きさから、より間接音を多くすることができる指向性方向を想定し、想定した指向性方向から遅延時間を算出して、プリセットとしてメモリ１４に記録されている。データベースには、１つ又は複数のプリセットが格納されている。メモリ１４に記録したプリセットは、ユーザ選択部１５を介して、ユーザが選択できるようになっている。
【００３１】
ＤＳＰ１３の処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃへの入力を変化させることで、スピーカ装置１０の出力が簡単に変化する。図８は、処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃが異なるオーディオ信号Ｘ、Ｙ、Ｚのビームを生成するときの様子を示している。ＤＳＰ１３の処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、それぞれ、異なるオーディオ信号Ｘ，Ｙ，Ｚを入力する。そして、３つのオーディオ信号Ｘ、Ｙ、Ｚのサンプルを多重化してスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎに出力し、オーディオ信号Ｘ、Ｙ、Ｚのビームを生成する。
【００３２】
ＤＳＰ１３を使用した遅延制御では、処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃそれぞれに異なるオーディオ信号Ｘ、Ｙ、Ｚを遅延させることで、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの個数を増加せずに、異なるオーディオ信号Ｘ、Ｙ、Ｚを同時に出力することができる。
【００３３】
図９は、３つの処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃが遅延時間の異なる複数のビームを生成する様子を示している。図９のＤＳＰ１３は、処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃと音源１１との間に３つの遅延回路ＤＬｐ、ＤＬｑ、ＤＬｒを備える。ランダムディレイ生成部１７は、遅延回路ＤＬｐ、ＤＬｑ、ＤＬｒに、所定の遅延時間、例えば、ランダムな遅延時間を設定する。ＤＳＰ１３の処理ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、遅延回路ＤＬｐ、ＤＬｑ、ＤＬｒによって遅延された各オーディオ信号から方向ａ、方向ｂ、方向ｃという３方向のビームを生成する。このビームは空間中で合成されるため、デジタルディレイエフェクタのような効果が得られる。
【００３４】
特に、通常のディジタルディレイエフェクトは、ディレイ要素の最終加算結果を計算した後、再生するため、計算機内で完結した処理となる。図９の遅延制御を使用すると、ディレイした音声を別々の方向へ放射した後、空間内で加算されるため、聴取者に、より一層の広がりを与えることができる。
【００３５】
次いで、図１０を参照して、スピーカ装置１０の変形例であるスピーカ装置５０について説明する。スピーカ装置５０では、各スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎが傾けで取り付けられている。スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの傾きは、スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの出力を合成して得られるビームの指向性の主軸と略同じである。図１０に示すスピーカ装置５０では、上半分のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｌを天井向きに、下半分のスピーカユニットＳＰｍ〜ＳＰｎを床向きにしにしている（ＳＰｌ、ＳＰｍは真ん中のスピーカユニット）。各スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎは、スピーカ装置５０の筐体５１内部に取り付けられている。スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎをスピーカ装置５０の筐体５１内部に取り付けることにより、筐体５１の出口とスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎとの間に、ダクトＧ１〜Ｇｎに相当する部分が形成される。このダクトＧ１〜Ｇｎは、一種の音響ガイドとして機能するため、各スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの指向性を強くすることができる。このように、スピーカ装置５０では、ビームの指向性に合わせて、各スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの傾きを調整している。また、ビームの指向性に合わせてダクトＧ１〜Ｇ２を設けた。なお、ダクトＧ１〜Ｇｎは、筐体５１の外部に突出させるような構成にしてもよい。
【００３６】
また、図１０のスピーカ装置５０では、上側のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｌに天井向きの指向性を持たせ、下側のスピーカユニットＳＰｍ〜ＳＰｎに床向きの指向性を持たせているため、正面方向の聴取者に直接音を与えず、床や天井を反射した間接音のみを与えることできるという効果がある。
【００３７】
スピーカ装置を図１１乃至図１３に示すような構造にしてもよい。図１１（ａ）に示す筐体３４が四角柱であり、筐体３４の内部には、複数のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎが配設されている。上下に並んだスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎのうち、上半分のスピーカユニットＳＰ０〜Ｓｐｌの出力方向が鉛直方向上向きであり、下半分のスピーカユニットＳＰｍ〜ＳＰｎの出力方向が鉛直方向下向きである。
【００３８】
スピーカ装置３０には、音響ガイド３３が設けられている。音響ガイド３３は、図１１（ｂ）に示すように、スピーカユニットＳＰに対向する位置に設けられた四角錐のガイド部品３１と、スピーカユニットＳＰ側に設けられたガイド部品３２とからなる。ガイド部品３１とガイド部品３２は、所定の間隔だけ離間しており、この離間した空間が音響ガイド３３となる。スピーカ装置３０は、音響ガイド３３を通って音波を出力することにより、水平面から所定の角度に指向性を持たせる。
【００３９】
図１２は、スピーカ装置３０の外観図である。スピーカ装置３０には、音響ガイド３３の開口部３３０〜３３ｎが所定の間隔で設けられている。図１２（ａ）に示すように、スピーカ装置３０の側面全てに音響ガイド３３の開口部３３０〜３３ｎを設けた場合、図１２（ｂ）に示すように、スピーカ装置３０を中心として全ての方向に放射状の音波が出力される。また、図１２（ｃ）に示すスピーカ装置３０ｂは、聴取者の聴取領域と対向する筐体の面からは、音声を出力させない構造になっている。具体的に説明すると、スピーカ装置３０ａの側壁４面のうち、１面の開口部３３０〜３３ｎを塞ぐと、図１２（ｄ）に示すように、開口部３３０〜３３ｎが開かれた方向にのみ音波が出力される。スピーカ装置３０ａは、音響ガイドの開口部３３０〜３３ｎを開くか塞ぐかによって音波の方向を制限することができる。これにより、例えば、聴取者のいる面の音響ガイド３３を塞ぐことで、この面を正面とする聴取者に対する直接音を減らすことができる。
【００４０】
図１３は、円筒形のスピーカ装置４０の外観図である。このスピーカ装置４０は、図１３（ａ）に示すように、上下に並んだスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎのうち、上半分のスピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｌが鉛直方向上向きに音声を出力し、下半分のスピーカユニットＳＰｍ〜ＳＰｎが鉛直方向下向きに音声を出力する。スピーカ装置４０には、各スピーカユニットＳＰ０〜ＳＰｎの音声を放射状に出力させる音響ガイド４３が設けられている。音響ガイド４３は、図１３（ｂ）に示すように、スピーカユニットＳＰに対向する位置に設けられた円錐形のガイド部材４１と、スピーカユニットＳＰ側に設けられた擂り鉢状のガイド部材４２とからなる。ガイド部材４１とガイド部材４２とは、所定の間隔だけ離間しており、この離間した空間がスピーカユニットＳＰの音響ガイド４３となる。スピーカ装置４０は、音響ガイド４３を通って音波を出力することにより、音波に指向性を与える。また、この音響ガイド４３は、スピーカユニットＳＰを中心として水平面に均一に広がる音波を出力することができる。
【００４１】
図１４は、スピーカ装置４０の外観図である。スピーカ装置４０には、音波を出力するための音響ガイド４３０〜４３ｎが所定の間隔で設けられている。図１４（ａ）に示すように、スピーカ装置４０の側面全体に音響ガイド４３の開口部４３０〜４３ｎを設けた場合、図１４（ｂ）に示すように、スピーカ装置４０を中心として全ての方向に音波が出力される。また、図１４（ｃ）に示すスピーカ装置４０ｂは、聴取者の聴取領域と対向する筐体の面からは、音声を出力させない構造になっている。具体的に説明すると、スピーカ装置４０ｂの側壁のうち、一部の面の音響ガイド４３の開口部４３０〜４３ｎを塞いだ場合、図１４（ｄ）に示すように、音響ガイド４３の開口部４３０〜４３ｎが開かれた方向にのみ音波が出力される。スピーカ装置４０は、音響ガイド４３の開口部４３０〜４３ｎを開くか塞ぐかによって音波の方向を限定することができる。
【００４２】
図１５は、スピーカ装置の配置例を示す。図１５では、スピーカ装置４０−１〜４０−７をマルチチャンネルスピーカとして利用する。図１５では、聴取者を中心として、聴取者の正面に４つのスピーカ装置４０−４〜４０−７、聴取者の背面に３つのスピーカ装置４０−１〜４０−３を配置している。そして、各スピーカ装置４０−１〜４０−７には、配置した位置に応じたチャンネルが割り当てられている。スピーカ装置４０−１〜４０−７は、床や天井にビームを出力し、床や天井を反射した間接音で音場を形成する。
【００４３】
また、１つのスピーカ装置に複数のチャンネルを割り当ててもよい。図１６は、１つのスピーカ装置６０の右側の面のスピーカユニットＲＳＰ０〜ＲＳＰｎにＲｃｈを割り当て、左側の面のスピーカユニットＬＳＰ０〜ＬＳＰｎにＬｃｈの割り当てている。右側の面のスピーカユニットＲＳＰ０〜ＲＳＰｎから出力された音声は右側の床、天井、及び壁で反射する。左側の面のスピーカユニットＬＳＰ０〜ＬＳＰｎから出力された音声は左側の床、天井、及び壁で反射する。聴取者は、左右２チャンネルの間接音を聴取することができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明を適用したスピーカ装置１０〜６０は、床面に対して垂直方向にスピーカユニットを並べ、スピーカユニットから出力される音波の指向性を床や天井に向ける。一般的に、床や天井は、壁に比べ、物が置かれている可能性が低く、反射に適している。１回の反射のみならず、床・天井、及び壁で複数回の反射が発生する可能性が高く、多くの方向から間接音が聴取者に到達することになる。これにより、聴取者にスピーカ装置の明確な位置を感じさせないという効果が得られる。
【００４５】
また、天井や床の高さから音声が届くため、聴取者が立ったり座ったりする場合でも音圧の変化が少なく感じられる。さらに、スピーカアレイにより音波の指向性を制御するため確実にビームの向きを制御でき、間接音であってもエネルギーが低下しないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用したスピーカ装置の外観図である。
【図２】スピーカ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】指向型スピーカ装置の原理を説明する概念図である。
【図４】焦点型スピーカ装置の原理を説明する概念図である。
【図５】ＤＳＰによる遅延制御を説明する概念図である。
【図６】３つのビームを１つずつ出力させるときのＤＳＰの遅延制御を説明する概念図である。
【図７】３つのビームを同時に出力させるときのＤＳＰの遅延制御を説明する概念図である。
【図８】異なる音源からなるビームを同時に出力させるときのＤＳＰの遅延制御を説明する概念図である。
【図９】同じ音源をからなるビームを時間をずらせて出力させるときのＤＳＰの遅延制御を説明する概念図である。
【図１０】スピーカ装置の変形例の断面図である。
【図１１】柱形のスピーカ装置の構造を説明する概略図である。
【図１２】スピーカ装置の音声の出力方向を説明する外観図である。
【図１３】円柱形のスピーカ装置の構造を説明する概略図である。
【図１４】スピーカ装置の音声の出力方向を説明する外観図である。
【図１５】スピーカ装置を用いたマルチチャンネルスピーカシステムの構成を示す概念図である。
【図１６】１つのスピーカ装置の異なる側面から夫々異なるチャンネルの音声を出力したときの様子を説明する概念図である。
【図１７】従来の焦点型スピーカ装置の一例を示す概念図である。
【図１８】従来の指向型スピーカ装置の一例を示す概念図である。
【図１９】従来のスピーカシステムから出力される音声の指向性の方向を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０、２０、３０、４０、５０、６０  スピーカ装置、ＤＬ０〜ＤＬｎ  遅延回路、ＳＰ０〜ＳＰｎ  スピーカユニット、１１  音源、１２  ディレイライン、１３  ＤＳＰ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  処理ブロック、１４  メモリ、Ｇ１〜Ｇｎ  ダクト、３１  ガイド部品、３２  ガイド部品、３３  音響ガイド、３３０〜３３ｎ  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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