(57)【要約】【課題】  スピーカーの指向性を制御するための指向性制御部を備える音響再生装置であって、より簡易な構成によって、左右チャンネルに共通なモノラル成分についても良好に、スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる音響再生装置およびこれを含む立体映像再生装置を提供する。【解決手段】  音響再生装置は、左スピーカーおよび右スピーカーと略二等辺三角形を形成する位置に配置される中央手前スピーカーと、左信号および右信号と遅延手段により遅延された和信号とが互いに逆位相で中央手前スピーカーから音響放射されるようにする位相反転手段と、を有し、かつ左スピーカーおよび右スピーカーおよび中央手前スピーカーを駆動して単一指向放射特性を得る指向性制御部と、を備える。【選択図】  図１
2013062772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカー取付面と、該スピーカー取付面に取り付けて左信号を再生する左スピーカーと、該スピーカー取付面に取り付けて右信号を再生する右スピーカーと、該スピーカー取付面上の該左スピーカーおよび該右スピーカーの中間位置上であって該左スピーカーおよび該右スピーカーと略二等辺三角形を形成する位置に配置される中央手前スピーカーと、
該左信号および該右信号を加算して和信号を出力する加算手段と、該和信号を該左スピーカーならびに該右スピーカーと該中央手前スピーカーとの離間距離に応じた時間だけ遅延させて出力する遅延手段と、該左信号および該右信号と該遅延手段により遅延された該和信号とが互いに逆位相で該中央手前スピーカーから音響放射されるようにする位相反転手段と、を有し、かつ該左スピーカーおよび該右スピーカーおよび該中央手前スピーカーを駆動して単一指向放射特性を得る指向性制御部と、を備え、
該スピーカー取付面における該左スピーカーおよび該右スピーカーは、リスナーに向かって左右対称に配置され、該中央手前スピーカーは、該リスナーに向かって該左スピーカーおよび該右スピーカーよりも手前側に配置されている、
音響再生装置。
【請求項２】
前記左スピーカーと、前記右スピーカーと、前記中央手前スピーカーとが、長径方向長に比べて短径方向長が短い細長形の動電型スピーカーであり、該左スピーカーおよび該右スピーカーが、それぞれの長径方向が一致するように配置され、かつ、該中央手前スピーカーとの前記離隔距離と該短径方向長とが略一致するように、該中央手前スピーカーと近接配置されている、
請求項１に記載の音響再生装置。
【請求項３】
前記指向性制御部は、逆位相で駆動される前記左スピーカーならびに前記右スピーカーと前記中央手前スピーカーとの前記離間距離に起因してキャンセルされる前記左信号または前記右信号の低周波領域のレベルを相対的に増大させる補償手段をさらに含む、
請求項１または２に記載の音響再生装置。
【請求項４】
前記指向性制御部は、前記左信号または前記右信号に対する前記和信号の相対的なレベルを調整して出力するレベル調整回路をさらに含む、
請求項１から３のいずれかに記載の音響再生装置。
【請求項５】
前記スピーカー取付面は、水平方向に沿って配置され、その延長面上に前記リスナーの頭部が位置するように配置されている、
請求項１から４のいずれかに記載の音響再生装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の音響再生装置と、３Ｄディスプレイと、を少なくとも含む立体映像再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカーの指向性を制御するための指向性制御部を備える音響再生装置であって、スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる音響再生装置およびこれを含む立体映像再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可聴音域の音波を再生するスピーカーを用いて方向による音響放射特性の変化（以下、「指向性」という）を制御する方法として、無指向性の２個のスピーカーを逆相で接続して双指向性にする場合、または、３個以上のスピーカーアレイにより単一指向性や指向性のビームをある方向に与える等の方法が提案されている。例えば、出願人は、２個のスピーカーを用いるだけで、明確な単一指向放射特性を得ることができる指向性制御装置およびこれを用いる遊技機を提案している（特許文献１）。
【０００３】
従来の方法では、スピーカーの構造や信号処理によって基本的には時間的な遅延を各スピーカーに与えて、音波の空間的な位相干渉を利用することで所望の指向性を実現している。特に単一指向性を実現した場合には、音量が高いレベルで再生される方向（「ビーム方向」という）と低いレベルで再生される方向（「ゼロ点方向」という）とが生じるため、これらを利用した音響再生システムが提案されている。この場合、通常、ビーム方向におけるエリアは、リスナーが位置するエリアとして利用され、ゼロ点方向におけるエリアは、主に音量を下げる目的で利用される。
【０００４】
一方、出願人は、可聴音域の音波を再生する２個１組のスピーカーを駆動して単一指向特性を得て、音像がスピーカーの実際の配置位置よりも遠方に感じられるスピーカー装置の配置方法、およびそのスピーカー装置を用いた音響再生装置を提案している（特許文献２）。通常のステレオ再生装置において、モノラル音声を再生する場合、一つのスピーカーで再生すれば、知覚される音像は、そのスピーカーの設置位置となる。一方、リスナーから等距離にある二つのスピーカーに等分してステレオ音声を再生すれば、つまり、モノラル音声を左チャンネルと右チャンネルとに与えて再生すれば、その両チャンネルのスピーカーの中央にファントム音像としてそのモノラル音声が定位して知覚される。しかし、特許文献２の場合には、上記のようなモノラル音声を左右チャンネルで再生すれば、スピーカーの実際の配置位置よりも遠方にファントム音像が定位する。
【０００５】
しかしながら、特許文献２の従来技術では、標準的な左右２チャンネルのステレオ信号を再生する場合に、合計４本のスピーカーおよび４チャンネル分のアンプを要することになり、通常の場合に比較して合計２本のスピーカーおよび２チャンネル分のアンプがコスト増加要因になるという問題がある。また、特許文献２の従来技術を合計２本のスピーカーおよび２チャンネル分のアンプでステレオ信号を再生する場合に適用することも想定できるが、左右チャンネルに共通なモノラル成分については、単にクシ状フィルタを通過させただけの効果になり、音声情報が信号レベル段階で失われるという問題がある。また、スピーカーの配置位置の関係から、特許文献２のようにリスナーに音像の奥行き方向の定位感を与えることもできない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８７８８８号公報  （第１図〜第７図）
【特許文献２】特開２００３−８７８９３号公報  （第１図〜第１２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、スピーカーの指向性を制御するための指向性制御部を備える音響再生装置であって、より簡易な構成によって、左右チャンネルに共通なモノラル成分についても良好に、スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる音響再生装置およびこれを含む立体映像再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の音響再生装置は、スピーカー取付面と、スピーカー取付面に取り付けて左信号を再生する左スピーカーと、スピーカー取付面に取り付けて右信号を再生する右スピーカーと、スピーカー取付面上の左スピーカーおよび右スピーカーの中間位置上であって左スピーカーおよび右スピーカーと略二等辺三角形を形成する位置に配置される中央手前スピーカーと、左信号および右信号を加算して和信号を出力する加算手段と、和信号を左スピーカーならびに右スピーカーと中央手前スピーカーとの離間距離に応じた時間だけ遅延させて出力する遅延手段と、左信号および右信号と遅延手段により遅延された和信号とが互いに逆位相で中央手前スピーカーから音響放射されるようにする位相反転手段と、を有し、かつ左スピーカーおよび右スピーカーおよび中央手前スピーカーを駆動して単一指向放射特性を得る指向性制御部と、を備え、スピーカー取付面における左スピーカーおよび右スピーカーは、リスナーに向かって左右対称に配置され、中央手前スピーカーは、リスナーに向かって左スピーカーおよび右スピーカーよりも手前側に配置されている。
【０００９】
好ましくは、本発明の音響再生装置は、左スピーカーと、右スピーカーと、中央手前スピーカーとが、長径方向長に比べて短径方向長が短い細長形の動電型スピーカーであり、左スピーカーおよび右スピーカーが、それぞれの長径方向が一致するように配置され、かつ、中央手前スピーカーとの離隔距離と短径方向長とが略一致するように、中央手前スピーカーと近接配置されている。
【００１０】
また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、指向性制御部が、逆位相で駆動される左スピーカーならびに右スピーカーと中央手前スピーカーとの離間距離に起因してキャンセルされる左信号または右信号の低周波領域のレベルを相対的に増大させる補償手段をさらに含む。
【００１１】
また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、指向性制御部が、左信号または右信号に対する和信号の相対的なレベルを調整して出力するレベル調整回路をさらに含む。
【００１２】
また、好ましくは、本発明の音響再生装置は、スピーカー取付面が、水平方向に沿って配置され、その延長面上にリスナーの頭部が位置するように配置されている。
【００１３】
また、本発明の立体映像再生装置は、上記の音響再生装置と、３Ｄディスプレイと、を少なくとも含む。
【００１４】
以下、本発明の作用について説明する。
【００１５】
本発明の音響再生装置は、スピーカー取付面と、スピーカー取付面に取り付けられる左スピーカー、右スピーカー、および、中央手前スピーカーと、左スピーカーおよび右スピーカーおよび中央手前スピーカーを駆動して単一指向放射特性を得る指向性制御部と、を備え、リスナーに対してスピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を与えることができる音響再生装置である。ステレオ信号の左信号と右信号とをそれぞれ再生する左スピーカーおよび右スピーカーは、リスナーに向かって左右対称に配置される。また、中央手前スピーカーは、スピーカー取付面上の左スピーカーおよび右スピーカーの中間位置上であって左スピーカーおよび右スピーカーと略二等辺三角形を形成する位置に配置されて、リスナーに向かって左スピーカーおよび右スピーカーよりも手前側に配置されている。
【００１６】
指向性制御部は、左信号および右信号を加算して和信号を出力する加算手段と、和信号を左スピーカーならびに右スピーカーと中央手前スピーカーとの離間距離に応じた時間だけ遅延させて出力する遅延手段と、左信号および右信号と遅延手段により遅延された和信号とが互いに逆位相で中央手前スピーカーから音響放射されるようにする位相反転手段と、を有する。つまり、指向性制御部は、左スピーカーへ左信号を出力し、右スピーカーへ右信号を出力するとともに、左信号および右信号を加算した和信号を、左スピーカーならびに右スピーカーと中央手前スピーカーとの離間距離に応じた時間だけ遅延させ、逆位相の関係にして中央手前スピーカーへ出力する。
【００１７】
その結果、左信号に関しては、左スピーカーと中央手前スピーカーとによってリスナー側をゼロ点方向とし、二等辺三角形の一辺に沿った左スピーカーの奥側をビーム方向とする単一指向性の音響放射特性が実現され、右信号に関しては、右スピーカーと中央手前スピーカーとによってリスナー側をゼロ点方向とし、二等辺三角形の一辺に沿った右スピーカーの奥側をビーム方向とする単一指向性の音響放射特性が実現される。したがって、リスナーは、左信号に関して左スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができ、右信号に関して右スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる。左信号と右信号が略同振幅同位相の関係にあるモノラル音声を再生する場合にも、スピーカーの実際の配置位置よりも遠方にファントム音像が定位する。標準的な左右２チャンネルのステレオ信号を再生する場合に、合計３本のスピーカーおよび３チャンネル分のアンプを要するだけになり、特許文献２の従来技術に比較して、コスト増加を抑えてステレオ音場が遠方に広がるという同様の効果を得ることができる。また、左信号および右信号は、左スピーカーおよび右スピーカーによりそれぞれ再生されるので、クシ状フィルタによって主要な音声情報が失われるような問題が無いという利点がある。
【００１８】
特に好ましくは、左スピーカーと、右スピーカーと、中央手前スピーカーとが、長径方向長に比べて短径方向長が短い細長形の動電型スピーカーであればよい。短い細長形の動電型スピーカーは、矩形の平面振動板を含むスピーカーであるのが好ましく、本発明の音響再生装置では、左スピーカーおよび右スピーカーが、それぞれの長径方向が一致するように配置され、かつ、中央手前スピーカーとの離隔距離と短径方向長とが略一致するように、中央手前スピーカーと近接配置されている。短径方向が短くて長径方向に長い平面振動板のスピーカーで実現する場合には、丸型の通常のスピーカーに比較して、スピーカー同士の間隔を狭くすることができる。手前側に配置する中央手前スピーカーと、左スピーカーおよび右スピーカーと、の実質的な離間距離は短径方向長で近似できる。実質的な離間距離が短くなると遅延手段での遅延時間を短くできて、高い周波数まで単一指向性制御が可能になる。さらに単一指向性における零点方向に幅が出来るので、音像が遠方に感じられる効果を高めることができる。
【００１９】
また、指向性制御部が、逆位相で駆動される左スピーカーならびに右スピーカーと中央手前スピーカーとの離間距離に起因してキャンセルされる左信号または右信号の低周波領域のレベルを相対的に増大させる補償手段をさらに含むものであれば、単一指向性制御により失われる低音成分を補うことができる。左スピーカーおよび右スピーカーに対して近接配置された中央手前スピーカーとの間で低音成分がキャンセルされる低音成分を相対的に強調して、リスナーにとって遠方に感じられる音像のバランスを良くすることができる。また、ステレオ信号のうちで逆相成分（例えば（左信号−右信号））についても、近接配置された左スピーカーと右スピーカーとの間で低音成分がキャンセルされやすくなるものの、低域を相対的に強調する補償回路を設けるので、ステレオ音場の広がり感を保つことが出来る。
【００２０】
なお、スピーカー取付面は、水平方向に沿って配置されていればよく、その延長面上にリスナーの頭部が位置するように配置されていれば、リスナー側をゼロ点方向とする単一指向性の音響放射特性が実現され、リスナーはスピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得やすくなる。
【００２１】
また、音響再生装置は、指向性制御部が、左信号または右信号に対する和信号の相対的なレベルを調整して出力するレベル調整回路をさらに含んでいれば、音像の奥行き方向の定位感を変えることができる。指向性制御回路からの和信号の出力レベルを小さくすれば手前側に音像定位させることができ、和信号の出力レベルを大きくすれば、奥側に音像定位させることができる。特に、この音響再生装置と、３Ｄディスプレイと、を含む立体映像再生装置では、より臨場感の高い映像音声再生を実現できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の音響再生装置およびこれを含む立体映像再生装置は、スピーカーの指向性を制御するための指向性制御部を備え、より簡易な構成によって、左右チャンネルに共通なモノラル成分についても良好に、スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１について説明する図である。（実施例１）
【図２】本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１を構成するスピーカー部３について説明する図である。（実施例１）
【図３】本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１により再生される単一指向性の放射特性および再生音場を概念的に説明する図である。（実施例１）
【図４】比較例の音響再生装置のスピーカー部３０により再生される全指向性の放射特性および再生音場を概念的に説明する図である。（比較例１）
【図５】本発明の他の好ましい実施形態による音響再生装置１のスピーカー部３を構成する細長形の動電型スピーカー２０について説明する図である。（実施例２）
【図６】本発明の他の好ましい実施形態による音響再生装置１を構成するスピーカー部３について説明する図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施形態による音響再生装置およびこれを含む立体映像再生装置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。
【実施例１】
【００２５】
図１および図２は、本発明の好ましい実施形態による音響再生装置１について説明する図である。具体的には、図１は、音響再生装置１の構成を示すブロック図である。また、図２は、音響再生装置１を構成するスピーカー部３について説明する図であり、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は側面断面図である。さらに、図３は、音響再生装置１により再生される単一指向性の放射特性および再生音場を概念的に説明する図であり、図３（ａ）は平面図を、図３（ｂ）は側面図を示す。なお、説明に不要な一部の構造や、内部構造等は、図示ならびに説明を省略している。
【００２６】
音響再生装置１は、指向性制御回路２と、スピーカーシステム３と、から構成される。音響再生装置１は、図３に示すように、リスナー４に対してスピーカーシステム３の実際の位置よりも遠方に音像定位を与えることができる音響再生装置である。指向性制御回路２は、ステレオ信号（左信号Ｌおよび右信号Ｒ）を入力して信号処理するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）５と、ＤＳＰ５の３チャンネル分の出力を受けてアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器６、および、これらのアナログ信号をそれぞれ増幅してスピーカーシステム３へ出力するアンプ回路７と、を少なくとも含む。指向性制御回路２は、左信号Ｌおよび右信号Ｒを入力する入力端子ＬｉｎおよびＲｉｎと、３つのアンプ回路７の出力を出力する出力端子Ｌｏｕｔ、ＲｏｕｔおよびＦｏｕｔと、を有する。具体的には、指向性制御回路２は、マルチチャンネル音声に対応したＤＳＰおよびマルチチャンネルアンプ回路を内蔵するＡＶレシーバー等により構成し得る。
【００２７】
スピーカーシステム３は、樹脂等で形成されるキャビネット３１の天面側にスピーカー取付面３２を形成し、このスピーカー取付面３２に取り付けられる左スピーカーＬｓｐ、右スピーカーＲｓｐ、および、中央手前スピーカーＦｓｐを備える。本実施例の左スピーカーＬｓｐ、右スピーカーＲｓｐ、および、中央手前スピーカーＦｓｐは、丸型の外形寸法のコーン振動板を有する口径８ｃｍの動電型スピーカーであり、それぞれのコーン振動板が同じ天面方向に揃うようにスピーカー取付面３２に取り付けられている。これら３つのスピーカーは、ほぼ同じ音響放射特性を有するものが好ましく、同一のものが最も好ましい。３つのスピーカーは、少なくとも音声信号が同位相で放射されるように、磁気回路およびボイスコイルへ信号供給する端子の正負を揃えておく必要がある。
【００２８】
なお、キャビネット３１は、それぞれのスピーカーの最低共振周波数付近および以下の低音域の増大を図るために、その内部に音響容量を規定する空間を有する。キャビネット３１の内部は、それぞれのスピーカー毎に内部が区切られて、コーン振動板の背面側に放射される音波が相互に干渉しないようにするのが好ましい。キャビネット３１は、密閉型、バスレフ形、ケルトン型、等の諸方式のキャビネットを採用することができる。なお、スピーカーシステム２のキャビネット３は、露出するスピーカー１０を保護するように、（図示しない）前面グリル、パンチングネット、等を設けても良い。
【００２９】
図示するように、左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐは、リスナー４に向かって左右対称に配置される。また、中央手前スピーカーＦｓｐは、スピーカー取付面３２上の左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐの中間位置上であって左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐと略二等辺三角形を形成する位置に配置されて、リスナー４に向かって左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐよりも手前側に配置されている。つまり、３つのスピーカーから見ると、二等辺三角形の等しい長さの二辺により構成される頂点を通過する垂直二等分線を延長する方向にリスナー４が位置する関係になる。本実施例の場合には、３つのスピーカーは、略正三角形を形成する位置に配置されており、それぞれのスピーカー間の離隔距離ｄは、約１０ｃｍである。スピーカー間の離隔距離ｄは、それぞれの振動板の中央位置の間の距離により算定できる。また、スピーカー取付面３２は、水平方向に沿って配置されており、その延長面上にリスナー４の頭部が位置する。
【００３０】
指向性制御回路２のＤＳＰ５は、デジタル信号である左信号Ｌおよび右信号Ｒを信号処理して出力する。ＤＳＰ５は、左信号Ｌおよび右信号Ｒを加算して和信号（Ｌ＋Ｒ）を出力する加算器１１と、和信号（Ｌ＋Ｒ）を遅延させて出力する遅延器１２と、遅延された和信号（Ｌ＋Ｒ）を逆位相に位相反転する位相反転器１３と、左信号Ｌまたは右信号Ｒの低周波領域のレベルを相対的に増大させる補償フィルタ１４と、を少なくとも含む。入力された左信号Ｌおよび右信号Ｒは、それぞれ補償フィルタ１４に入力される。それぞれの補償フィルタ１４の出力は、ＤＳＰ５からの左信号Ｌまたは右信号Ｒの出力信号としてＤ／Ａ変換器６に出力される。また、それぞれの補償フィルタ１４の出力は、加算器１１に入力されて、和信号（Ｌ＋Ｒ）として遅延器１２に出力される。遅延器１２は、和信号（Ｌ＋Ｒ）を左スピーカーＬｓｐならびに右スピーカーＲｓｐと中央手前スピーカーＦｓｐとの離間距離ｄに応じた時間だけ遅延させて出力する。つまり、音速を約３４３ｍ／ｓｅｃとすると、本実施例の遅延器１２は約０．２９ｍｓｅｃの遅延を和信号（Ｌ＋Ｒ）に対して与える。位相反転器１３は、遅延器１２からの出力信号を位相反転して、ＤＳＰ５からの和信号（Ｌ＋Ｒ）の出力信号としてＤ／Ａ変換器６に出力する。なお、位相反転器１３は、後述する他の実施例で説明するように、和信号（Ｌ＋Ｒ）の出力の出力レベルを調整するレベル調整回路をさらに含むように、−１．０〜０の範囲内の数値を乗算する乗算器であっても良い。また、位相反転器１３は、左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐに対して中央手前スピーカーＦｓｐを、相対的に逆相になる関係でスピーカー接続することで代用する場合には、ＤＳＰ５内からは省略しても良い。
【００３１】
３つのＤ／Ａ変換器６は、それぞれアンプ回路７に接続し、それぞれのアンプ回路７は、電力増幅した信号を出力端子Ｌｏｕｔ、ＲｏｕｔおよびＦｏｕｔに出力する。３系統のＤ／Ａ変換器６およびアンプ回路７は、ほぼ同一の出力特性を有している。このように指向性制御回路２は、出力端子Ｌｏｕｔへ低周波領域のレベルを相対的に増大させた左信号Ｌを出力し、出力端子Ｒｏｕｔへ低周波領域のレベルを相対的に増大させた右信号Ｒを出力するとともに、左信号Ｌおよび右信号Ｒを加算した和信号（Ｌ＋Ｒ）を、スピーカーシステム３における離間距離ｄに応じた時間だけ遅延させ、逆位相の関係にして出力端子Ｆｏｕｔへ出力する。
【００３２】
指向性制御回路２の出力端子Ｌｏｕｔは、スピーカーシステム３の左スピーカーＬｓｐに接続する。指向性制御回路２の出力端子Ｒｏｕｔは、スピーカーシステム３の右スピーカーＲｓｐに接続する。指向性制御回路２の出力端子Ｆｏｕｔは、スピーカーシステム３の中央手前スピーカーＦｓｐに接続する。したがって、左スピーカーＬｓｐからは左信号Ｌが音波として音響放射され、右スピーカーＲｓｐからは右信号Ｒが音波として音響放射され、中央手前スピーカーＦｓｐからは、遅延されて逆位相にされた和信号（Ｌ＋Ｒ）が音波として音響放射される。
【００３３】
その結果、図３の概念図に示すように、左信号Ｌに関しては、左スピーカーＬｓｐと中央手前スピーカーＦｓｐとによってリスナー４側をゼロ点方向とし、二等辺三角形の一辺に沿った左スピーカーＬｓｐの奥側をビーム方向とする単一指向性の音響放射特性が実現される。左信号Ｌによる放射音波と、遅延されて逆位相にされた和信号（Ｌ＋Ｒ）のなかのＬ信号成分による放射音波と、が干渉して、左スピーカーＬｓｐと中央手前スピーカーＦｓｐにより定まる一方向に単一指向性のゼロ点を作るからである。同様に右信号Ｒに関しては、右スピーカーＲｓｐと中央手前スピーカーＦｓｐとによってリスナー４側をゼロ点方向とし、二等辺三角形の一辺に沿った右スピーカーＲｓｐの奥側をビーム方向とする単一指向性の音響放射特性が実現される。したがって、単一指向性の音響放射特性のゼロ点方向に位置するリスナー４は、左信号Ｌに関して左スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができ、右信号Ｒに関して右スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる。
【００３４】
本実施例の音響再生装置１は、左信号Ｌと右信号Ｒが略同振幅同位相の関係にあるモノラル音声を再生する場合にも、左スピーカーＬｓｐならびに右スピーカーＲｓｐの実際の配置位置よりも遠方にファントム音像を定位させることができる。楽曲等または放送等の通常のステレオ音声信号では、左信号Ｌと右信号Ｒとには、共通なモノラル成分Ｍが含まれている比率が高い。したがって、単一指向性の音響放射特性のゼロ点方向に位置するリスナー４は、このモノラル成分Ｍに関しても左右スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる。
【００３５】
また、本実施例の指向性制御回路２のＤＳＰ５では、入力された左信号Ｌおよび右信号Ｒはそれぞれ補償フィルタ１４に入力されているが、補償フィルタ１４は、３つの出力信号に対してそれぞれ設けるものに代えることができる。補償フィルタ１４は、逆位相で駆動される左スピーカーＬｓｐならびに右スピーカーＲｓｐと中央手前スピーカーＦｓｐとの離間距離ｄに起因してキャンセルされる左信号Ｌまたは右信号Ｒの低周波領域のレベルを予め相対的に増大させるものであればよい。補償フィルタ１４は、近接配置された３つのスピーカー間で低音成分がキャンセルされる低音成分を相対的に強調して、リスナー４にとって遠方に感じられる音像のバランスを良くすることができる。補償フィルタ１４は、近接配置された左スピーカーＬｓｐと右スピーカーＲｓｐとの間で低音成分がキャンセルされやすくなる逆相成分（例えば（Ｌ−Ｒ））についても補償するので、ステレオ音場の広がり感を保つことが出来る。
【００３６】
本実施例の音響再生装置１は、標準的な左右２チャンネルのステレオ信号を再生する場合に、合計３本のスピーカーおよび３チャンネル分のアンプを要するだけになり、特許文献２のような従来技術に比較して、コスト増加を抑えてステレオ音場が遠方に広がるという同様の効果を得ることができる。また、音響再生装置１では、左信号Ｌおよび右信号Ｒは、左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐによりそれぞれ再生される。指向性制御回路２のＤＳＰ５においては、左信号Ｌから和信号（Ｌ＋Ｒ）を遅延させて除算する、または、右信号Ｒから和信号（Ｌ＋Ｒ）を遅延させて除算する、等の信号処理を行なわないので、共通なモノラル成分Ｍがクシ状フィルタを通過したかのように失われるような問題が、発生しない。
【００３７】
なお、本実施例の音響再生装置１では、指向性制御回路２のＤＳＰ５に位相反転器１３を設けているが、他の手段及び方法によって中央手前スピーカーＦｓｐから遅延されて逆位相にされた和信号（Ｌ＋Ｒ）が音波として音響放射されればよい。例えば、位相反転器１３を設ける代りに、和信号（Ｌ＋Ｒ）を増幅するアンプ回路の出力端子の正負極性と、中央手前スピーカーＦｓｐの入力端子の正負極性と、を逆相接続にして位相反転を実現しても良い。
（比較例１）
【００３８】
なお、図４は、比較例の音響再生装置のスピーカー部３０により再生される全指向性の放射特性および再生音場を概念的に説明する図であり、図３と同様に、図４（ａ）は平面図を、図４（ｂ）は側面図を示す。比較例の音響再生装置のスピーカー部３０は、標準的な左右２チャンネルのステレオ信号を再生する場合に、左スピーカーＬｓｐならびに右スピーカーＲｓｐのみを用いて再生する場合の例である。図４の概念図に示すように、通常の音声再生装置において音声を再生する場合、一つのスピーカーで再生すれば全方向に音波は放射されるので、知覚される音像は、そのスピーカーの設置位置となる。左信号Ｌと右信号Ｒと共通なモノラル成分Ｍについても、同様である。
【実施例２】
【００３９】
図５は、本発明の他の好ましい実施形態による音響再生装置１のスピーカー部３を構成する細長形の動電型スピーカー２０について説明する図である。また、図６は、音響再生装置１を構成するこの動電型スピーカー２０を用いるスピーカー部３について説明する図である。図２と同様に、図６（ａ）はスピーカー部３の平面図を、図６（ｂ）は側面断面図を示す。本実施例のスピーカーシステム３と、先の実施例のスピーカーシステム３とは、左スピーカーＬｓｐ、右スピーカーＲｓｐ、および、中央手前スピーカーＦｓｐ、とその配置関係を含むキャビネット３の構成が異なる他は、共通である。したがって、先の実施例と同一部分には、同一の符号を付し、説明および図示を省略する。
【００４０】
本実施例の動電型スピーカー２０は、図５に図示するように、細長方形の平面振動板２５と、平面振動板２５の周囲を振動可能に支持するエッジ２６と、平面振動板２５の背面側に固定されるボイスコイル組立体２１と、ボイスコイル組立体２１を振動可能に支持するダンパー２４と、フレーム２７と、マグネットを含む複数の磁気回路２８と、を備える全面駆動の平面薄型スピーカーである。ボイスコイル組立体２１は、３つのボイスコイル２３をボビン２２により格子状に連結しており、スピーカー２０は、３つのボイスコイル２３に対応する３つの磁気回路２８を備える。細長方形のスピーカー２０は、長径方向ｄａの長さｄａＬが約１２．５ｃｍ、短径方向ｄｂの長さｄｂＬが約４．８ｃｍである。
【００４１】
本実施例の場合には、動電型スピーカー２０を用いる左スピーカーＬｓｐ、右スピーカーＲｓｐ、および、中央手前スピーカーＦｓｐは、図示するように、それぞれの平面振動板２５が同じ天面方向に揃うようにスピーカー取付面３２に取り付けられている。左スピーカーＬｓｐ、右スピーカーＲｓｐ、および、中央手前スピーカーＦｓｐは、略二等辺三角形を構成するように近接してスピーカー取付面３２に配置される。左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐは、リスナー４に向かって左右対称に配置される。また、中央手前スピーカーＦｓｐは、スピーカー取付面上の左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐの中間位置上であって左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐと略二等辺三角形を形成する位置に配置されて、リスナー４に向かって左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐよりも手前側に配置されている。３つのスピーカーから見ると、二等辺三角形の頂点方向にリスナー４が位置する関係になる。
【００４２】
本実施例の場合には、３つのスピーカーに長径方向長ｄａＬに比べて短径方向長ｄｂＬが短い細長形の動電型スピーカー２０を用いているので、略二等辺三角形を形成する位置にこれらを配置する場合に、左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓが、それぞれの長径方向ｄａが一致するように配置し、かつ、中央手前スピーカーＦｓｐをこれらの短径方向が一致する方向の中間位置に配置すれば、中央手前スピーカーＦｓｐとの離隔距離ｄ（＝５．０ｃｍ）を、実質的に短径方向長ｄｂＬ（＝４．８ｃｍ）とほぼ一致する程度まで短くできる。つまり、細長形の動電型スピーカー２０のフレーム２７同士が干渉しないように短径方向に隣り合わせて近接させれば、単一指向性の音響放射特性を実現するのに中央手前スピーカーＦｓｐとの離隔距離ｄを短くして左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓに近接配置できるので、先の実施例のような丸型の通常のスピーカーに比較して、スピーカー同士の間隔を狭くすることができる。
【００４３】
本実施例のように、スピーカーシステム３でのスピーカー間の実質的な離間距離ｄを短くできる場合には、指向性制御回路２のＤＳＰ５の遅延器１２での遅延時間を短くできて、高い周波数まで単一指向性制御が可能になる。本実施例の遅延器１２は約０．１５ｍｓｅｃの遅延を和信号（Ｌ＋Ｒ）に対して与える。先の実施例の場合に比較して、本実施例の場合には離隔距離ｄが約１／２なので、単一指向性制御が可能な周波数帯域も約２倍（ディップが生じる周波数：約１．７ｋＨｚ→約３．４ｋＨｚ）になる。また、動電型スピーカー２０の細長形の平面振動板２５が、リスナー４に向かう方向に短径方向ｄｂを向けているので、長径方向ｄａが横方向になって、相対的に横長の振動板になる。したがって、本実施例の音響再生装置１では、単一指向性におけるゼロ点方向に幅が出来るので、リスナー４にとっては、音像が遠方に感じられる効果を高めることができる。
【００４４】
また、本実施例の音響再生装置１は、スピーカーシステム３に平面振動板２５およびボイスコイル組立体２１を備える動電型スピーカー２０を３つ用いている。動電型スピーカー２０のボイスコイル組立体２１は、３つのボイスコイル２３をボビン２２により格子状に連結しており、平面振動板２５での分割振動が抑制できるので、動電型スピーカー２０は、極めてピストン振動再生領域が広い。その結果、特許文献２のような従来技術に比較して、より簡易な構成によって良好に、スピーカーの実際の位置よりも遠方に音像定位を得ることができる。
【実施例３】
【００４５】
上記実施例の音響再生装置１は、画面の奥行き方向に立体視させる３Ｄディスプレイで表示させる映像と相関を持つように音像の奥行き方向の定位感を変えることで、より臨場感のある音響再生が可能になる。つまり、音響再生装置１は、３Ｄディスプレイと組み合わせることで、より臨場感の高い映像音声再生を実現できる。音響再生装置１は、３Ｄディスプレイと組み合わせて使用してもよく、また、（図示しない）立体映像再生装置に内蔵されていても良い。
【００４６】
例えば、音響再生装置１と、３Ｄディスプレイと、を少なくとも含む（図示しない）立体映像再生装置では、３Ｄディスプレイで視る場合に、３Ｄ画面の手前側に位置する映像にリンクする音声は手前側に音像定位させ、３Ｄ画面の奥側に位置する映像にリンクする音声は奥側に音像定位させることができる。この場合、奥側に音像定位する音声信号は、左信号Ｌおよび右信号Ｒに共通するモノラル成分である。例えば、パララックスバリア方式等の（図示しない）裸眼液晶ディスプレイを用いる場合には、３Ｄディスプレイは、上記実施例でのスピーカーシステム３を構成するキャビネット３１の前面側であって、リスナー４と中央手前スピーカーＦｓｐとの間の位置に取り付ければよい。また、高速で左右のシャッターが開閉するメガネをリスナーが装着するフレームシーケンシャル方式の（図示しない）液晶ディスプレイを用いる場合についても、３Ｄディスプレイの配置は、同様にすればよい。
【００４７】
音像の奥行き方向の定位感を変えるには、指向性制御回路２の出力端子Ｆｏｕｔから中央手前スピーカーＦｓｐに出力される遅延されて逆位相にされた和信号（Ｌ＋Ｒ）のレベルを調整する（図示しない）レベル調整回路を、さらに設ければよい。指向性制御回路２の出力端子Ｆｏｕｔからの和信号（Ｌ＋Ｒ）の出力レベルを小さくすれば手前側に音像定位させることができ、和信号（Ｌ＋Ｒ）の出力レベルを大きくすれば、奥側に音像定位させることができる。レベル調整回路は、上記実施例で述べたように、左信号または右信号に対する和信号の相対的なレベルを調整して出力するものであればよい。
【００４８】
また、左信号Ｌおよび右信号Ｒから奥側に音像定位させる信号成分を抽出する（図示しない）デコーダー回路をさらに設け、このデコーダー回路の出力を上記実施例における加算器１１の出力信号に代えて遅延器１２に入力しても良い。指向性制御回路２の出力端子Ｆｏｕｔから中央手前スピーカーＦｓｐに遅延されて逆位相にされた奥側に音像定位させる信号成分が出力されるので、左信号Ｌおよび右信号Ｒの内の一部の信号成分のみが奥側に音像定位することになる。デコーダー回路の出力レベルを小さくすれば手前側に音像定位させることができ、デコーダー回路の出力レベルを大きくすれば奥側に音像定位させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の音響再生装置は、単独でステレオ音声信号を再生するステレオ装置、あるいは、マルチチャンネルサラウンド音声再生装置のみならず、ディスプレイ等の映像・音響機器に内蔵するスピーカー、または、音声を再生するスピーカーを内蔵するキャビネットを有するゲーム機、スロットマシン等の遊戯機にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１        音響再生装置
２        指向性制御回路
３、３０  スピーカーシステム
３１      キャビネット
３２      スピーカー取付面
４        リスナー
５        ＤＳＰ
６        Ｄ／Ａ変換器
７        アンプ回路
１１      加算器
１２      遅延器
１３      位相反転器
１４      補償フィルタ
２０      スピーカー
２１      ボイスコイル組立体
２２      ボビン
２３      ボイスコイル
２４      ダンパー
２５      平面振動板
２６      エッジ
２７      フレーム
２８      磁気回路
Ｌｓｐ    左スピーカー
Ｒｓｐ    右スピーカー
Ｆｓｐ    中央手前スピーカー
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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