(57)【要約】【課題】受聴者の頭部回転に対して良好な音場感を維持できるスピーカ装置およびスピーカ配置方法を提供する。【解決手段】左スピーカ２１および右スピーカ２２からなる一対のスピーカは、受聴者１０が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸Ｚと略直交する回転軸直交平面上、かつ、回転中心軸Ｚを中心とする回転軸同心円３１上であって（条件（Ａ））、回転中心軸Ｚに対して点対称の位置（条件（Ｂ））に配置される。このため、受聴者１０の頭部が回転中心軸Ｚを中心に左右方向に回転しても、左スピーカ２１から左耳１１までの距離と右スピーカ２２から右耳１２までの距離とは等しくなり、左右音量差が生じない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対のスピーカを用いて音信号を再生するスピーカ装置において、
一対のスピーカは、受聴者が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸と略直交する平面上、かつ、前記回転中心軸を中心とする同心円上であって、前記回転中心軸に対して点対称の位置に配置されることを特徴とするスピーカ装置。
【請求項２】
一対のスピーカの間隔と、受聴者の左右耳の間隔とが略同一であ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】
一対のスピーカを結ぶ線と、受聴者の左右耳を結ぶ線とが略平行であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のスピーカ装置。
【請求項４】
一対のスピーカは、受聴者の耳位置よりも上方に配置すると共に、スピーカ駆動面を下向きにすることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のスピーカ装置。
【請求項５】
一対のスピーカは、受聴者の耳位置よりも下方に配置すると共に、スピーカ駆動面を上向きにすることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のスピーカ装置。
【請求項６】
少なくとも一対のスピーカを用いて音信号を再生するスピーカ装置のスピーカ配置方法において、
一対のスピーカは、受聴者が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸と略直交する平面上、かつ、前記回転中心軸を中心とする同心円上であって、前記回転中心軸に対して点対称の位置に配置されることを特徴とするスピーカ配置方法。
【請求項７】
一対のスピーカの間隔と、受聴者の左右耳の間隔とが略同一であることを特徴とする請求項６記載のスピーカ配置方法。
【請求項８】
一対のスピーカを結ぶ線と、受聴者の左右耳を結ぶ線とが略平行であることを特徴とする請求項６または請求項７記載のスピーカ配置方法。
【請求項９】
一対のスピーカは、受聴者の耳位置よりも上方に配置すると共に、スピーカ駆動面を下向きにすることを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載のスピーカ配置方法。
【請求項１０】
一対のスピーカは、受聴者の耳位置よりも下方に配置すると共に、スピーカ駆動面を上向きにすることを特徴とする請求項６から請求項８のうちのいずれか１項記載のスピーカ配置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つのスピーカを有して音信号を再生するスピーカ装置および配置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音楽などの音信号の再生方法として、２つ以上のスピーカを用いたステレオフォニック（Ｓｔｅｒｅｏｐｈｏｎｉｃ、以下ステレオと略す）再生が最も一般的な再生方法として広く用いられている。ステレオ再生は、１つのスピーカから音信号を再生するモノフォニック（Ｍｏｎｏｐｈｏｎｉｃ）再生と比較して、左右の広がりがある豊かな音場感を受聴者に与えることができるという特長がある。
【０００３】
ステレオ再生では、通常、受聴者の前方見開き角３０度の位置に一対のスピーカを配置してステレオ音を再生すると、受聴者は良好なステレオ音場を体感することができる。ところが、車載オーディオを使用するような環境では、車両内の全ての搭乗者に対して、前方見開き角３０度の位置に左右一対のスピーカを設置することは困難となる。このため、ヘッドレスト位置に２つのスピーカを設置してステレオ再生する方法が、例えば特許文献１〜３に開示されている。図１２は特許文献１、図１３は特許文献２、図１４は特許文献３に開示された車載オーディオ用のスピーカ設置位置を示す説明図であり、ヘッドレスト１に一対のスピーカ２，３が設置されている。図１２〜図１４に示すように設置されたスピーカ２，３で音信号を再生することにより、搭乗者が個別に音楽を楽しめる効果および搭乗者の音場感を改善する効果があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−９５６４６号公報
【特許文献２】特許第３７１９６９０号
【特許文献３】特開２００１−２９８７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のスピーカ装置および配置方法は以上のように構成されているので、受聴者が首をまわして頭部を回転させると、左右の耳に届く音量に顕著な差が生じてしまった。この結果、音量の大きい方へと音像が偏ることで、受聴者が良好なステレオ音場を体感できなくなるという課題があった。
【０００６】
以下、この課題について図を用いて具体的に説明する。図１５は、受聴者とスピーカとの位置関係を説明するために使用する座標系を示す説明図であり、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）は正面図、図１５（ｃ）は側面図である。図１５において、受聴者１０の左耳１１と右耳１２とを通る線をＸ軸とする。左耳１１と右耳１２の位置はそれぞれ左右の外耳道入り口とする。Ｘ軸上、左耳１１と右耳１２の中点を原点とし、この原点を通り、受聴者１０が自然な姿勢で正面を向いて頭部を回転させるときの回転中心軸をＺ軸とする。また、原点を通り、ＸＺ平面と直交する線をＹ軸とする。Ｘ軸は受聴者１０から見て左方向（左耳１１の方向）を正とし、Ｙ軸は受聴者１０から見て前方向を正とし、Ｚ軸は頭頂部の方向を正とする。ただし、このようなＸＹＺ軸を厳密に定義することは現実的には困難であり、図１５に示すような定義上のＸＹＺ軸と現実の位置関係との間には誤差が生じる。しかし、左耳１１および右耳１２に到達する音量差の傾向については、定義上のＸＹＺ軸と現実の位置関係とが厳密に一致していなくとも十分に把握することができるため、以降の説明において定義上のＸＹＺ軸を用いることとする。
【０００７】
ここで、受聴者１０の左耳１１および右耳１２に到達する音量を定量的に評価するため、下式（１）により指標を定義する。式（１）より、ＬＲ比は左耳１１および右耳１２に到達する音量差をデシベルで表している。
ＬＲ比（ｄＢ）＝１０Ｌｏｇ１０（左耳位置の音量／右耳位置の音量）      （１）
【０００８】
以下、計算機シミュレーションによって、特許文献１〜３のスピーカ配置での受聴者の頭部回転とＬＲ比の関係を示す。なお、本計算機シミュレーションにおいて、特定環境および特定受聴者に特化しないように配慮し、部屋環境による反射および回折ならびに受聴者毎に異なる頭部形状を無視した。また、音量は距離の自乗に反比例して減衰するものと仮定した。
【０００９】
図１６は、特許文献１〜３のスピーカ配置における受聴者の頭部回転角度θと式（１）で求めたＬＲ比の関係を示したグラフである。横軸は受聴者の頭部回転角度θを、縦軸はＬＲ比を示す。また、受聴者の位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）を、左耳位置（８ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）、右耳位置（−８ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）で表し、特許文献１〜３によるスピーカ配置を以下の通りに設定して評価した。
【００１０】
特許文献１，２に開示された技術では、スピーカ配置に差異はないため、左スピーカ位置の座標を（１５ｃｍ，−１０ｃｍ，０ｃｍ）、右スピーカ位置の座標を（−１５ｃｍ，−１０ｃｍ，０ｃｍ）とした。この配置は、受聴者の耳の位置より後方１０ｃｍにヘッドレスト１表面があり、ヘッドレスト１表面に３０ｃｍの間隔をあけて一対のスピーカ２，３が設置されていることを想定している。この場合の結果は、図１６に示す実線４となった。
また、特許文献３に開示された技術では、左スピーカ位置の座標を（１５ｃｍ，−１５ｃｍ，０ｃｍ）、右スピーカ位置の座標を（−１５ｃｍ，−１５ｃｍ，０ｃｍ）とした。この配置は、受聴者の耳位置より後方１０ｃｍにヘッドレスト１表面があり、そこから更に５ｃｍ後ろかつヘッドレスト１上面に３０ｃｍの間隔をあけて一対のスピーカ２，３が駆動面を上にして設置されていることを想定している。この場合の結果は、図１６に示す破線５となった。
【００１１】
図１６より、特許文献１〜３のスピーカ配置では、受聴者の頭部回転角度が僅か３０度程度でＬＲ比が約３ｄＢとなり、非常に大きな左右音量差が生じてしまうことが分かる。左右の音量差が３ｄＢあると、知覚される音像が大きく偏り、受聴者は良好な音場感を得ることができなくなる。即ち、特許文献１〜３の技術では、僅かな頭部回転で音場感が損なわれてしまうという課題があった。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、受聴者の頭部回転に対して良好な音場感を維持できるスピーカ装置およびスピーカ配置方法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】
【００１３】
この発明に係るスピーカ装置は、一対のスピーカが、受聴者が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸と略直交する平面上、かつ、回転中心軸を中心とする同心円上であって、回転中心軸に対して点対称の位置に配置されるようにしたものである。
【００１４】
この発明に係るスピーカ配置方法は、一対のスピーカが、受聴者が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸と略直交する平面上、かつ、回転中心軸を中心とする同心円上であって、回転中心軸に対して点対称の位置に配置されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、一対のスピーカを、受聴者が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸と略直交する平面上、かつ、回転中心軸を中心とする同心円上であって、回転中心軸に対して点対称の位置に配置するようにしたので、受聴者の頭部回転に対して、左耳と右耳に到達する音の音量差が生じず良好な音場感を維持できるスピーカ装置およびスピーカ配置方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るスピーカ装置において、スピーカ配置位置を示す説明図である。
【図２】図１に示す回転軸同心円の詳細を説明する図である。
【図３】実施の形態１のスピーカ配置において受聴者の頭部回転角度と左右の耳に到達する音量差（ＬＲ比）の関係を示したグラフである。
【図４】実施の形態１のスピーカ配置において受聴者の正面位置が４５度ずれている状態を示す平面図である。
【図５】実施の形態１のスピーカ配置において受聴者の頭部回転中心軸が４５度ずれている状態を示す側面図である。
【図６】実施の形態１のスピーカ配置を車載オーディオに適用した場合の配置例を示す側面図である。
【図７】実施の形態１のスピーカ配置を車載オーディオに適用した場合の配置例を示す側面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係るスピーカ装置において、スピーカ配置位置を示す説明図である。
【図９】実施の形態２のスピーカ配置において、受聴者が原点から左に５ｃｍ移動した状態での頭部回転角度と左右の耳に到達する音量差（ＬＲ比）の関係を示したグラフである。
【図１０】実施の形態２のスピーカ配置において受聴者が原点から左に５ｃｍ移動した状態を示す正面図である。
【図１１】実施の形態１のスピーカ配置において受聴者が原点から左に５ｃｍ移動した状態を示す正面図である。
【図１２】特許文献１に開示された車載オーディオ用のスピーカ設置位置を示す説明図である。
【図１３】特許文献２に開示された車載オーディオ用のスピーカ設置位置を示す説明図である。
【図１４】特許文献３に開示された車載オーディオ用のスピーカ設置位置を示す説明図である。
【図１５】受聴者とスピーカとの位置関係を説明するために使用する座標系を示す説明図である。
【図１６】特許文献１〜３のスピーカ配置における受聴者の頭部回転角度と左右の耳に到達する音量差（ＬＲ比）の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るスピーカ装置（左スピーカ２１および右スピーカ２２）の配置位置を示す説明図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は側面図である。なお、本実施の形態では、先立って説明した図１５と同一の座標系を用いる。
図１において、図示せぬＣＤプレイヤなどの音信号再生装置から出力された左右音信号は、同じく図示せぬパワーアンプを経由して、左スピーカ２１、右スピーカ２２によってそれぞれ音波として放射される。なお、音信号再生装置から出力された左右音信号は、広がり感を改善する処理、周波数特性を改善する処理、音量を調整する処理など、任意の処理を行う装置を経由してパワーアンプに入力するように構成してもよい。また、スピーカ２１，２２をコーン型スピーカとして図示したが、これ以外の種類のスピーカを用いてもよい。
【００１８】
本実施の形態では、左スピーカ２１および右スピーカ２２の配置について、以下の条件を有する。
（Ａ）左スピーカ２１および右スピーカ２２は、頭部の回転中心軸Ｚを中心とする同心円（以下、回転軸同心円３１）上に位置する
（Ｂ）左スピーカ２１および右スピーカ２２の位置は、回転軸同心円３１の中心、即ち回転中心軸Ｚに対して点対称の関係にある
なお、左スピーカ２１および右スピーカ２２のＺ軸方向の高さ位置、ならびにこれらの配置間隔については特に制約はなく、図１の配置は一例である。
【００１９】
ここで、条件（Ａ）の回転軸同心円３１を説明する。図２は、図１に示す回転軸同心円３１の詳細を説明する図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は側面図である。先ず、ＸＹ平面をＺ軸方向に上下に平行移動した平面を回転軸直交平面と定義する。図中に矢印で示した平行移動の大きさ（距離）は任意である。図２において、上側に平行移動した回転軸直交平面の一例を上側回転軸直交平面３２として示し、下側に平行移動した一例を下側回転軸直交平面３３として示す。回転軸同心円３１とは、上側回転軸直交平面３２または下側回転軸直交平面３３として例示した回転軸直交平面と頭部の回転中心軸Ｚとが交差する点を中心とした、回転軸直交平面上の円である。なお、回転軸同心円３１の半径は任意である。
【００２０】
図１に示すように、左スピーカ２１および右スピーカ２２を条件（Ａ）および（Ｂ）を満たすように配置したとき、受聴者１０が首を左右に振っても（頭部が回転しても）、左スピーカ２１から左耳１１までの距離と、右スピーカ２２から右耳１２までの距離とが常に等距離となる。この理由を以下に説明する。
【００２１】
受聴者１０の頭部の半径をｒ、Ｚ軸を中心とした頭部の回転角度をθとすると、頭部回転前の左耳１１の座標は（ｒ，０，０）、右耳１２の座標は（−ｒ，０，０）となり、回転後の左耳１１の座標は（ｒＣＯＳθ，ＳＩＮθ，０）、右耳１２の座標は（−ｒＣＯＳθ，−ＳＩＮθ，０）となる。ただし、回転角度θは９０度以下、頭部回転は右回転（時計回り）を想定した。
一方、左スピーカ２１の座標は（ｘＬ，ｙＬ，ｚＬ）、右スピーカ２２の座標は（ｘＲ，ｙＲ，ｚＲ）と表現できる。左スピーカ２１および右スピーカ２２は回転軸直交平面上で点対称の位置に配置されているため、下式（２）が成り立つ。
ｘＬ＝−ｘＲ＝ｘｓ
ｙＬ＝−ｙＲ＝ｙｓ      （２）
ｚＬ＝ｚＲ＝ｚｓ
ただし、ｘｓ，ｙｓ，ｚｓは、スピーカ２１，２２の位置によって一意に決まる定数である。
【００２２】
式（２）を用いると、頭部を回転角度θだけ回転させた後の受聴者１０の左耳１１から左スピーカ２１までの距離は、下式（３）で表すことができる。他方、受聴者１０の右耳１２から右スピーカ２２までの距離は、式（４）で表すことができる。
【数１】
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【００２３】
式（３），（４）より、左スピーカ２１から左耳１１までの距離と、右スピーカ２２から右耳１２までの距離は等しくなることが確認できる。頭部の回転が左回転でも同様の結果となる。
音量は距離の自乗に反比例して減衰するため、スピーカから耳元までの距離が等しければ左右で同じ音量となる。即ち、本実施の形態によれば、受聴者１０が自由に頭部を回転させても、左耳１１および右耳１２に到達する音の音量差は生じないこととなり、良好なステレオ音場感を維持することができる。
【００２４】
次に、計算機シミュレーションによって、上述した本実施の形態の効果を補足説明する。図３は、実施の形態１のスピーカ配置において受聴者１０の頭部回転角度θと式（１）で求めたＬＲ比の関係を示したグラフであり、横軸に受聴者１０の頭部回転角度θを、縦軸にＬＲ比を示す。先立って説明した特許文献１〜３の計算機シミュレーションと同様に、本実施の形態でも受聴者１０の左耳１１の位置を（８ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）、右耳１２の位置を（−８ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）とする。また、左スピーカ２１の位置は（１５ｃｍ，０ｃｍ，２０ｃｍ）、右スピーカ２２の位置は（−１５ｃｍ，０ｃｍ，２０ｃｍ）とする。この条件で計算機シミュレーションした結果を実線４１として示す。図３より、本実施の形態のスピーカ配置では、受聴者１０の頭部回転に対してＬＲ比がまったく変化しないことが確認できる。
【００２５】
また、現実のステレオ再生環境におけるＸＹＺ軸が、定義上のＸＹＺ軸想定位置からずれている場合についても評価する。ここで、各軸がずれるとしても、ＸＹ平面が大きくずれる（例えば４５度ずれる）ことは想定しにくいが、受聴者１０が正面を向いた正面位置は受聴者毎に個人差があると考えられる。このため、正面位置のずれとして、Ｘ軸正方向をＹ軸正方向に４５度ずらした場合の、頭部回転に対するＬＲ比も評価した。図４は、受聴者１０の正面位置を４５度ずらした状態を示す平面図である。このとき定義上のＸ軸およびＹ軸も４５度ずれてＸ’軸およびＹ’軸となるが、頭部の回転中心軸Ｚは移動しない。この場合の結果は、図３に示す実線４１となった。なお、Ｙ軸正方向がＸ軸正方向にずれている場合でも相対的に同じ位置関係になるので、同様の結果になる。
【００２６】
更に、現実的なステレオ再生環境において、受聴者１０が座しているリクライニングシートの角度を変えるなどして姿勢が変わり、頭部の回転中心軸Ｚが定義上のＺ軸からずれることが考えられる。通常使用範囲においてリクライニングの角度は高々４５度程度であるため、Ｚ軸正方向をＹ軸負方向に４５度ずらした場合の、頭部回転に対するＬＲ比も評価した。図５は、受聴者１０の頭部回転中心軸Ｚを４５度ずらした状態を示す側面図であり、このとき頭部の回転中心軸Ｚも４５度ずれてＺ’軸となる。この場合の結果は、図３に示す破線４２となった。
【００２７】
図３の実線４１より、図１に示すようなスピーカ配置では受聴者１０の頭部回転に対して、ＬＲ比が全く変化しないことが確認できる。また、図４に示すように正面位置（Ｘ軸またはＹ軸）が４５度ずれていてもＬＲ比は全く変化しないことが確認できる。更に、図５に示すようにＺ軸が４５度ずれていても、図３の破線４２より、頭部回転角度θが０度から６０度の範囲で、ＬＲ比が３ｄＢ以内に収まっていることが確認できる。
従って、本実施の形態のスピーカ配置により、受聴者１０の頭部回転に対して極めてロバスト性が高くなり、良好な音場感を安定して提供できる。また、頭部の回転中心軸Ｚに４５度以内のずれがあっても、十分良好な効果を得ることができる。
【００２８】
本実施の形態のスピーカ配置は、例えば車載オーディオのように、受聴者の位置と正面方向が略特定できる環境において、非常に有効となる。車載オーディオに適用する場合には、例えば左右一対のスピーカを条件（Ａ）および（Ｂ）に従って天井に配置することで、容易に実現できる。
また、ヘッドレストに左右一対のスピーカを配置してもよい。図６および図７は、実施の形態１のスピーカ配置を車載オーディオに適用した場合の配置例を示す側面図である。図６に示すように、シート５１に取り付けられたヘッドレスト５２を、受聴者１０の前方にせり出す形状にし、このヘッドレスト５２内の受聴者１０の左耳１１および右耳１２の上方に相当する位置に左スピーカ２１および右スピーカ２２を設置すればよい。
あるいは、図７に示すように、シート５１に取り付けられたアーム５３を、受聴者１０の前方にせり出す形状にのばし、その先端に左スピーカ２１および右スピーカ２２を固定して、受聴者１０の左耳１１および右耳１２の上方に相当する位置に保持するようにしてもよい。なお、アーム５３は可動型でも非可動型でもよい。
【００２９】
スピーカ配置を図６、図７に示すように適用した設置方法では、適用対象は車載オーディオに限らず、例えばゲームセンタにあるレーシングゲーム装置のように予め用意されたシートがある装置にも適用できる。これ以外にも、ソファのヘッドレストを図６に示すヘッドレスト５２のような形状にして左スピーカ２１および右スピーカ２２を設置したり、ソファに図７に示すようなアーム５３を取り付けて左スピーカ２１および右スピーカ２２を設置したりしてもよい。これにより、リビングルーム、シアタ、その他のパブリックスペース等においても良好なステレオ音場を受聴者に提供することができる。
【００３０】
なお、左スピーカ２１および右スピーカ２２は、スピーカ駆動面をどの方向に向けて設置してもよい。ただし、スピーカには一般的に周波数毎に異なる指向性があるため、スピーカ駆動面をできるだけ受聴者方向に向けることで、周波数間の強度差が緩和され、音質を向上させることができる。従って、例えば図２の下側回転軸直交平面３３に左スピーカ２１および右スピーカ２２を配置する場合には、スピーカ駆動面を上向きに設置する。
【００３１】
以上のように、実施の形態１によれば、左スピーカ２１および右スピーカ２２からなる一対のスピーカは、受聴者１０が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸Ｚと略直交する回転軸直交平面上、かつ、回転中心軸Ｚを中心とする回転軸同心円３１上であって（条件（Ａ））、回転中心軸Ｚに対して点対称の位置（条件（Ｂ））に配置されるように構成した。このため、受聴者１０の頭部回転に対して、左耳１１と右耳１２に到達する音の音量差が生じず良好な音場感を維持できる。
【００３２】
なお、実施の形態１では、左スピーカ２１および右スピーカ２２を、音楽などを再生する音信号再生装置に接続したが、これに限定されるものではなく、例えば騒音を低減する能動音場制御装置に適用してもよい。ここで、騒音とは、受聴者が不要とするあらゆる音であり、例えば走行ノイズ、エンジンノイズ、近隣で発生している音または話し声、環境音などが対象となる。騒音がある環境で、本実施の形態に従って配置された２つ以上のスピーカから騒音を打ち消す音信号を再生することにより、受聴者の頭部の回転に対してロバスト性が高くなり、騒音低減効果を安定して提供することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２に係るスピーカ装置（左スピーカ２１ａおよび右スピーカ２２ａ）の配置位置を示す説明図であり、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は側面図である。実施の形態２では、上記実施の形態１で説明したスピーカ配置の条件（Ａ）および（Ｂ）に加えて、以下の条件を有する。
（Ｃ）左スピーカ２１ａおよび右スピーカ２２ａは、左スピーカ２１ａと右スピーカ２２ａを結ぶ線３４と左耳１１と右耳１２を結ぶＸ軸とが平行になるように配置する
（Ｄ）左スピーカ２１ａと右スピーカ２２ａの間隔（距離）が、受聴者１０の左耳１１と右耳１２の間隔（距離）と等しくなるように配置する
なお、その他の条件および音信号再生装置の構成などは上記実施の形態１と同一のため説明を省略する。
【００３４】
図８に示すように、左スピーカ２１ａおよび右スピーカ２２ａを条件（Ａ）〜（Ｄ）を満たすように配置したとき、上記実施の形態１と同様に、受聴者１０が頭部を回転させても左耳１１に到達する音と右耳１２に到達する音の音量差は生じない。更に、受聴者１０が正面方向を向いているとき、受聴者１０が左右に（Ｘ軸方向に）動いたとしても、左スピーカ２１ａから左耳１１までの距離と右スピーカ２２ａから右耳１２までの距離とは等距離になる。この理由を以下に説明する。
【００３５】
受聴者１０の頭部の半径をｒとすると、左耳１１の位置は（ｒ，０，０）、右耳１２の位置は（−ｒ，０，０）となる。また、本実施の形態による左スピーカ２１ａの位置は（ｒ，０，ｚｓ）、右スピーカ２２ａの位置は（−ｒ，０，ｚｓ）となる。このとき、頭部が左に距離ｄだけ移動した後の左耳１１から左スピーカ２１ａまでの距離は、下式（５）で表すことができる。一方、受聴者１０の右耳１２から右スピーカ２２ａまでの距離は、下式（６）で表すことができる。
【数２】
2012124543.tif 000004
【００３６】
上式（５），（６）より、左スピーカ２１ａから左耳１１までの距離と、右スピーカ２２ａから右耳１２までの距離は等しくなることが確認できる。頭部が右に距離ｄだけ移動しても同様の結果となる。
音量は距離の自乗に反比例して減衰するため、スピーカから耳元までの距離が等しければ左右で同じ音量となる。即ち、本実施の形態によれば、受聴者１０が左右に移動しても、左耳１１および右耳１２に到達する音の音量差は生じないこととなり、良好なステレオ音場感を維持することができる。
【００３７】
次に、計算機シミュレーションによって、上述した本実施の形態の効果を補足説明する。図９は、実施の形態２のスピーカ配置において、受聴者１０の頭部を原点から５ｃｍ左に移動させた状態での頭部回転角度θと式（１）で求めたＬＲ比の関係を示したグラフであり、横軸に受聴者１０の頭部回転角度θを、縦軸にＬＲ比を示す。図１０は、実施の形態２の左スピーカ２１ａおよび右スピーカ２２ａの配置において、受聴者１０の頭部を原点から５ｃｍ左に移動した状態を示す正面図であり、このとき頭部の回転中心軸Ｚも５ｃｍずれてＺ’軸となる。図１０に示すように、受聴者１０の頭部が原点から５ｃｍ左に移動した状態であるので、受聴者１０の左耳１１の位置は（１３ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）、右耳１２の位置は（−３ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）である。また、左スピーカ２１ａの位置を（８ｃｍ，０ｃｍ，２０ｃｍ）、右スピーカ２２ａの位置を（−８ｃｍ，０ｃｍ，２０ｃｍ）とする。この条件で計算機シミュレーションした結果を図９に実線６１として示す。
【００３８】
また、比較のため、上記実施の形態１のスピーカ配置において、頭部を左に５ｃｍ移動させた状態での頭部回転角度θとＬＲ比の関係も、破線６２として示す。図１１は、実施の形態１の左スピーカ２１および右スピーカ２２の配置において、受聴者１０の頭部を原点から５ｃｍ左に移動した状態を示す正面図であり、このとき頭部の回転中心軸Ｚも５ｃｍずれてＺ’軸となる。図１１に示すように、受聴者１０の頭部が原点から５ｃｍ左に移動した状態にあるので、受聴者１０の左耳１１の位置が（１３ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）、右耳１２の位置が（−３ｃｍ，０ｃｍ，０ｃｍ）である。スピーカ配置は上記実施の形態１と同様であり、左スピーカ２１ａの位置が（１５ｃｍ，０ｃｍ，２０ｃｍ）、右スピーカ２２ａの位置が（−１５ｃｍ，０ｃｍ，２０ｃｍ）である。この条件で計算機シミュレーションした結果を図９に破線６２として示す。
【００３９】
図９より、破線６２が示すように、上記実施の形態１のスピーカ配置では、受聴者１０の左右の移動があると頭部回転にかかわらず１ｄＢ程度の左右音量差のオフセットが発生してしまうのに対し、実線６１が示すように、本実施の形態２のスピーカ配置では、受聴者１０の左右の移動があっても左右音量差のオフセットが発生せず、更に頭部回転に対してもＬＲ比がほとんど変化しないことが確認できる。
従って、本実施の形態のスピーカ配置により、受聴者１０の頭部回転に対してのみならず、左右の移動に対してもロバスト性が高くなり、良好な音場感を更に安定して提供できる。
【００４０】
以上のように、実施の形態２によれば、左スピーカ２１ａおよび右スピーカ２２ａからなる一対のスピーカは、受聴者１０が頭部を左右方向に回転させるときの回転中心軸Ｚと略直交する回転軸直交平面上、かつ、回転中心軸Ｚを中心とする回転軸同心円上であって（条件（Ａ））、回転中心軸Ｚに対して点対称の位置（条件（Ｂ））に配置されると共に、左スピーカ２１ａおよび右スピーカ２２ａを結ぶ線３４と、受聴者１０の左耳１１および右耳１２を結ぶ線とが略平行（条件（Ｃ））、かつ、左スピーカ２１ａおよび右スピーカ２２ａの間隔と、左耳１１および右耳１２の間隔とが略同一の位置（条件（Ｄ））に配置されるように構成した。このため、頭部が回転しても左耳と右耳に到達する音の音量差が生じることがなく、更に頭部が移動しても音量差のオフセットが生じず、頭部回転および移動に対して良好な音場感を維持できる。
【符号の説明】
【００４１】
１  ヘッドレスト、２，３  一対のスピーカ、１０  受聴者、１１  左耳、１２  右耳、２１，２１ａ  左スピーカ、２２，２２ａ  右スピーカ、３１  回転軸同心円、３２  上側回転軸直交平面、３３  下側回転軸直交平面、３４  スピーカ２１ａ，２２ａを結ぶ線、５１  シート、５２  ヘッドレスト、５３  アーム。
【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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