(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスピーカを水平方向に配列し、前記スピーカにはそれぞれにＬチャンネル信号とＲチャンネル信号を任意の割合で合成した合成信号を入力し、前記複数の配列されたスピーカ全体の中央より左側に位置した１つのスピーカのＬチャンネル成分の出力を最大とし、このスピーカから距離をおいて配置したスピーカほどＬチャンネル成分の出力を小さくし、前記複数の配列されたスピーカ全体の中央より右側に位置した他の１つのスピーカのＲチャンネル成分の出力を最大とし、この他の１つのスピーカから距離をおいて配置したスピーカほどＲチャンネル成分の出力を小さくしたスピーカ装置であって、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号を低域と高域で帯域分割し、低域成分のみＬチャンネル信号とＲチャンネル信号を等しい割合かつ等しい大きさで合成した合成信号をスピーカへ入力する構成としたスピーカ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は音楽再生用をはじめとする全てのスピーカ装置にかかわり、特に１次元の指向性を制御したアレイ型のスピーカ装置にかかわるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図４のアレイ型スピーカ装置により説明する。なお、図中の４１ａ〜４１ｈはスピーカ、４２は入力手段、４３は増幅手段、４４ａ〜４４ｈは調整手段である。
【０００３】
１次元方向の指向性を制御するアレイ型のスピーカ装置は、入力手段４２より入力された信号が増幅手段４３で増幅される。１次元アレイ型のスピーカ装置はスピーカの配列方向に指向性が狭くなるため、スピーカ４１ａ〜４１ｈの配列方向の指向性を狭く制御する場合には、スピーカ４１ａ〜４１ｈの数を多くすればよい。
【０００４】
また、スピーカ装置の大きさの制約等で多くできない場合には、例えば抵抗器で構成される減衰器である調整手段４４ａ〜４４ｈによってスピーカ４１ａ〜４１ｈの中央に配置されたスピーカほど再生レベルを大きくするよう調整される。また、スピーカ４１ａ〜４１ｈの配列方向の指向性を狭く制御するにはスピーカ４１ａ〜４１ｈの数を多くして配列方向の長さを十分にとる必要がある。よって、１次元アレイ型のスピーカ装置の指向性を水平方向に制御するにはスピーカ４１ａ〜４１ｈを水平方向に配列した方向に設置することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来の技術では、水平方向に指向性を狭く制御した１次元アレイ型のスピーカ装置をステレオ化すると、スピーカ装置の水平方向の距離が大きくなってしまうという実使用上の問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のスピーカ装置は、水平方向に配列した複数のスピーカにそれぞれにＬチャンネル信号とＲチャンネル信号の比率を変化させて合成した合成信号を入力し、配列したスピーカ全体の中央より左側に位置した１つのスピーカのＬチャンネル成分の出力を最大とし、このスピーカから距離をおいて配置したスピーカほどＬチャンネル成分の出力を小さくし、配列したスピーカ全体の中央より右側に位置した１つのスピーカのＲチャンネルの出力を最大とし、このスピーカから距離をおいて配置したスピーカほどＲチャンネル成分の出力を小さくしたものであり、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号に重みを付けた合成信号をスピーカから再生することで、Ｌチャンネル信号成分の再生音圧分布とＲチャンネル信号成分の再生音圧分布のそれぞれの最大音圧位置が水平方向に距離を置いて分布することになるため、水平方向に指向性を狭く制御した１次元アレイ型のスピーカ装置でありながら、従来のスピーカ装置の１台分の水平方向の大きさでステレオ化できるものとするとともに、更に、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号を低域と高域で帯域分割し、低域成分のみＬチャンネル信号とＲチャンネル信号を等しい割合かつ等しい大きさで合成した合成信号をスピーカへ入力する構成としたものであり、指向性に影響を与えることの少ない低域は重みづけをしないようにしてスピーカに対する機械的負担を軽減するようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数のスピーカを水平方向に配列し、これらスピーカにはそれぞれにＬチャンネル信号とＲチャンネル信号を任意の割合で合成した合成信号を入力し、前記複数の配列されたスピーカ全体の中央より左側に位置した１つのスピーカのＬチャンネル成分の出力を最大とし、このスピーカから距離をおいて配置したスピーカほどＬチャンネル成分の出力を小さくし、前記複数の配列されたスピーカ全体の中央より右側に位置した他の１つのスピーカのＲチャンネル成分の出力を最大とし、この他の１つのスピーカから距離をおいて配置したスピーカほどＲチャンネル成分の出力を小さくしたものであり、Ｌチャンネル信号成分の再生音圧分布とＲチャンネル信号成分の再生音圧分布のそれぞれの最大音圧位置が水平方向に距離を置いて分布することになるため、水平方向に指向性を狭く制御した１次元アレイ型のスピーカ装置でありながら、従来のスピーカ装置の１台分の水平方向の大きさでステレオ化できるものとするとともにＬチャンネル信号とＲチャンネル信号を低域と高域で帯域分割し、低域成分のみＬチャンネル信号とＲチャンネル信号を等しい割合かつ等しい大きさで合成した合成信号をスピーカへ入力する構成としたものであり、指向性に影響を与えることの少ない低域は重みづけをしないようにしてスピーカに対する機械的負担を軽減するようにしたものである。
【００１１】
まず、本発明に至る改善例について図１（ａ）から図２により説明する。
（改善例１）
図１(ａ)は改善例のスピーカ装置の一形態の斜視図であり、図１（ｂ）は同回路ブロック図である。
【００１２】
同図によると、１１ａ〜１１ｈはスピーカ、１２ａ，１２ｂはそれぞれＬチャンネル、Ｒチャンネルの入力手段、１３ａ〜１３ｈは加算手段、１４ａ〜１４ｈは増幅手段である。
【００１３】
以下、回路構成も含め動作について説明すると、スピーカ１１ａ〜１１ｈは水平方向に配列されており、ＬチャンネルおよびＲチャンネルの入力信号がそれぞれ入力手段１２ａおよび１２ｂへ入力され、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号は加算手段１３ａ〜１３ｈでそれぞれ任意の割合で合成された合成信号として増幅手段１４ａ〜１４ｈでそれぞれ増幅され、それぞれのスピーカ１１ａ〜１１ｈで再生される。
【００１４】
いま、配列されたスピーカ１１ａ〜１１ｈの中央より左側に位置するスピーカ１１ｃのＬチャンネル信号成分の出力が最大となるようにＬチャンネル信号が加算手段１３ｃで重みを付加し、増幅手段１４ｃで増幅する。スピーカ１１ｃの左側に配置されたスピーカ１１ｂ，１１ａの順にＬチャンネル信号成分の出力が小さくなるようにＬチャンネル信号がそれぞれ加算手段１３ｂ，１３ａで重みを付加し、増幅手段１４ｂ，１４ａで増幅する。
【００１５】
スピーカ１１ｃの右側に配置されたスピーカ１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈの順にＬチャンネル信号成分の出力が小さくなるようにＬチャンネル信号がそれぞれ加算手段１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈで重みを付加し、増幅手段１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈで増幅する。すなわち、Ｌチャンネル成分の出力レベルはスピーカ１１ｃで最大となり、スピーカ１１ｃから距離を置いて配置されたスピーカほどＬチャンネル信号成分の出力が小さくなるため、Ｌチャンネル信号成分の水平方向の指向性を狭く制御できる。
【００１６】
一方、配列されたスピーカ１１ａ〜１１ｈの中央より右側に位置するスピーカ１１ｆのＲチャンネル信号成分の出力が最大となるようにＲチャンネル信号が加算手段１３ｆで重みを付加し、増幅手段１４ｆで増幅する。スピーカ１１ｆの右側に配置されたスピーカ１１ｇ，１１ｈの順にＲチャンネル信号成分の出力が小さくなるようにＲチャンネル信号がそれぞれ加算手段１３ｇ，１３ｈで重みを付加し、増幅手段１４ｇ，１４ｈで増幅する。
【００１７】
また、スピーカ１１ｆの左側に配置されたスピーカ１１ｅ，１１ｄ，１１ｃ，１１ｂ，１１ａの順にＲチャンネル信号成分の出力が小さくなるようにＲチャンネル信号がそれぞれ加算手段１３ｅ，１３ｄ，１３ｃ，１３ｂ，１３ａで重みを付加し、増幅手段１４ｅ，１４ｄ，１４ｃ，１４ｂ，１４ａで増幅する。すなわち、Ｒチャンネル成分の出力レベルはスピーカ１１ｆで最大となり、スピーカ１１ｆから距離を置いて配置されたスピーカほどＲチャンネル信号成分の出力が小さくなるため、Ｒチャンネル信号成分の水平方向の指向性を狭く制御できる。
【００１８】
したがって、このようにＬチャンネル信号とＲチャンネル信号に重みを付けた合成信号をスピーカ１１ａ〜１１ｈから再生することで、Ｌチャンネル信号成分の再生音圧分布とＲチャンネル信号成分の再生音圧分布のそれぞれの最大音圧位置が水平方向に距離を置いて分布することになるため、水平方向に指向性を狭く制御した１次元アレイ型のスピーカ装置でありながら、従来のスピーカ装置の１台分の水平方向の大きさでステレオ化が可能となる。
【００１９】
なお、上記形態ではスピーカの数を８個とし、スピーカ１１ｃのＬチャンネル信号成分の出力を最大、スピーカ１１ｆのＲチャンネル信号成分の出力を最大とした重みを付けて説明したが、スピーカの数はこれに限るものでなくてもよく、Ｌチャンネル信号成分およびＲチャンネル信号成分の出力が最大となる重みを付けたスピーカも、全スピーカ１１ａ〜１１ｈの中央部より左側に位置したスピーカであればどのスピーカがＬチャンネル信号成分の出力を最大とした重み付けをしてもよく、全スピーカ１１ａ〜１１ｈの中央部より右側に位置したスピーカであればどのスピーカがＲチャンネル成分の出力を最大とした重み付けがされてもよいことは言うまでもないことである。
【００２０】
また、Ｌチャンネル信号成分およびＲチャンネル信号成分の最大の重み付けを施したスピーカはそれぞれ１台としたが、例えばスピーカ１１ｂ，１１ｃがＬチャンネル信号成分の出力を最大、スピーカ１１ｆ，１１ｇがＲチャンネル信号成分の出力を最大とする複数であってもよい。
【００２１】
さらに、回路部は上述した重み付けを実現する一例を示したまでで、もちろん他の重み付けのための手段で行ってもよい。
【００２２】
（改善例２）
図２は他の改善例のスピーカ装置のブロック図を示すものであり、同図によると、２１ａ〜２１ｈはスピーカ、２２ａ，２２ｂはそれぞれＬチャンネル、Ｒチャンネルの入力手段、２３ａ〜２３ｄは加算手段、２４ａ〜２４ｆは増幅手段、２５ａ〜２５ｄは調整手段であり、改善例１と大きく異なるのは調整手段２５ａ〜２５ｄが挿入され、スピーカ２１ａ，２１ｂがＬチャンネル信号のみを、スピーカ２１ｇ，２１ｈがＲチャンネル信号のみを再生する構成とした点である。
【００２３】
以下に動作を詳細な構成とともに説明すると、８個のスピーカ２１ａ〜２１ｈが水平方向に配列され、ＬチャンネルおよびＲチャンネルの入力信号がそれぞれ入力手段２２ａおよび２２ｂへ入力され、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号は加算手段２３ａ〜２３ｄでそれぞれ任意の割合で合成されて合成信号となり、加算手段２３ａ〜２３ｄからのそれぞれの合成信号が増幅手段２４ｂ〜２４ｅでそれぞれ増幅され、それぞれのスピーカ２１ｃ〜２１ｆで再生される。
【００２４】
また、ＬチャンネルおよびＲチャンネル信号はそれぞれ直接増幅手段２４ａ，２４ｆに入力され、増幅手段２４ａの出力は調整手段２５ａ，２５ｂを経由してそれぞれスピーカ２１ａ，２１ｂで再生され、増幅手段２４ｆの出力は調整手段２５ｃ，２５ｄを経由してそれぞれスピーカ２１ｇ，２１ｈで再生される。
【００２５】
改善例１と同様に配列したスピーカ２１ａ〜２１ｈの中央より左側に位置するスピーカ２１ｃのＬチャンネル信号成分の出力が最大となるようにＬチャンネル信号が加算手段２３ａで重みを付加し、増幅手段２４ｂで増幅する。スピーカ２１ｃの左側に配置されたスピーカ２１ｂ，２１ａはＬチャンネル信号のみが増幅手段２４ａで増幅された後、この順にＬチャンネル信号の出力が小さくなるようにそれぞれ調整手段２５ｂ，２５ａで重みを付加される。
【００２６】
スピーカ２１ｃの右側に配置されたスピーカ２１ｄ，２１ｅ，２１ｆの順にＬチャンネル信号成分の出力が小さくなるようにＬチャンネル信号がそれぞれ加算手段２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで重みを付加し、増幅手段２４ｃ，２４ｄ，２４ｅで増幅する。すなわち、Ｌチャンネル成分の出力レベルはスピーカ２１ｃで最大となり、スピーカ２１ｃから距離を置いて配置されたスピーカほどＬチャンネル信号成分の出力が小さくなるため、Ｌチャンネル信号成分の水平方向の指向性を狭く制御できる。
【００２７】
一方、これも改善例１と同様であるが配列されたスピーカ２１ａ〜２１ｈの中央より右側に位置するスピーカ２１ｆのＲチャンネル信号成分の出力が最大となるようにＲチャンネル信号が加算手段２３ｄで重みを付加し、増幅手段２４ｅで増幅する。スピーカ２１ｆの右側に配置されたスピーカ２１ｇ，２１ｈはＲチャンネルの信号のみが増幅手段２４ｆで増幅された後、この順にＲチャンネル信号の出力が小さくなるようにそれぞれ調整手段２５ｃ，２５ｄで重みを付加する。スピーカ２１ｆの左側に配置されたスピーカ２１ｅ，２１ｄ，２１ｃの順にＲチャンネル信号成分の出力が小さくなるようにＲチャンネル信号がそれぞれ加算手段２３ｃ，２３ｂ，２３ａで重みを付加し、増幅手段２４ｄ，２４ｃ，２４ｂで増幅する。すなわち、Ｒチャンネル成分の出力レベルはスピーカ２１ｆで最大となり、スピーカ２１ｆから距離を置いて配置されたスピーカほどＲチャンネル信号成分の出力が小さくなるため、Ｒチャンネル信号成分の水平方向の指向性を狭く制御できる。
【００２８】
したがって、このようにＬチャンネル信号とＲチャンネル信号に重みを付けた合成信号をスピーカ２１ｃ〜２１ｆから再生し、Ｌチャンネル信号のみを重みを付けてスピーカ２１ａ，２１ｂから、Ｒチャンネル信号のみを重みを付けてスピーカ２１ｇ，２１ｈから再生することで、水平方向に指向性を狭く制御した１次元アレイ型のスピーカ装置でありながら、従来のスピーカ装置のステレオ化時と比較してその水平方向の大きさを小さくできるだけでなく、改善例１と比較して高価な増幅手段２４ａ〜２４ｆの数を低減した構成が可能となる。
【００２９】
なお、本改善例においてもスピーカの数は８個に限るものでなく、Ｌチャンネル信号成分およびＲチャンネル信号成分の出力が最大となるスピーカも、全スピーカの中央部より左側に位置したスピーカであればどのスピーカがＬチャンネル成分の出力を最大としてもよく、全スピーカの中央部より右側に位置したスピーカであればどのスピーカがＲチャンネル成分の出力を最大としてもよく、また、Ｌチャンネル信号のみ、Ｒチャンネル信号のみを再生するスピーカはそれぞれ２台でなくても１台以上であればよいことは言うまでもないことである。
【００３０】
（実施の形態１）
図３は本発明の一実施の形態のブロック図であり、同図によると、３１ａ〜３１ｈはスピーカ、３２ａ，３２ｂはそれぞれＬチャンネル、Ｒチャンネルの入力手段、３３ａ，３３ｂはハイパスフィルタ、３４はＬチャンネル信号とＲチャンネル信号を同じ割合で加算する加算手段、３５はローパスフィルタ、３６ａ〜３６ｈは加算手段、３７ａ〜３７ｈは増幅手段であり、改善例１と大きく異なるのはハイパスフィルタ３３ａ，３３ｂ、ローパスフィルタ３５が挿入され、低域と高域に帯域分割されたＬチャンネルおよびＲチャンネル信号のうち、高域成分については実施の形態１と全く同様の処理がなされるが、低域についてはモノラル化されて全てのスピーカ３１ａ〜３１ｈへ重み付けされることなく、同じ大きさの信号が入力されることである。
【００３１】
以下、構成について動作とともに説明する。上述の改善例と同様スピーカ３１ａ〜３１ｈが水平方向に配列されており、ＬチャンネルおよびＲチャンネルの入力信号がそれぞれ入力手段３２ａおよび３２ｂへ入力され、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号はそれぞれハイパスフィルタ３３ａ，３３ｂへ、また、加算手段３４へ入力されてＬチャンネルとＲチャンネルが同じ割合で加算されてモノラル信号となりローパスフィルタ３５へ入力される。
【００３２】
ハイパスフィルタ３３ａ，３３ｂを通過した信号は改善例１と全く同様の経路を辿り、その動作も実施の形態と同じであるため説明を省略し説明する。ローパスフィルタ３５を通過したモノラル信号は、加算手段３６ａ〜３６ｈでハイパスフィルタ３３ａ，３３ｂを通過したＬチャンネル信号とＲチャンネル信号が任意の割合で合成された合成信号と加算されるが、ここでモノラル信号は合成信号のような重みが付加されることなく、どの加算手段３６ａ〜３６ｈにおいても均等な大きさで出力され、増幅手段３７ａ〜３７ｈで同じ大きさに増幅され、全てのスピーカ３１ａ〜３１ｈより同じ大きさの出力で再生されることとなる。
【００３３】
一般に、スピーカは低域を再生するほど振幅が大きくなるためスピーカに加わる機械的負担が増大する。振幅量を低減するにはスピーカの振動板面積を大きくすればよいが、あまり大きくできない場合にはスピーカを多数個使って総和としてスピーカの振動板面積を稼ぎ、スピーカ１個あたりの振幅量を低減する。また、スピーカの再生音は波長が短くなる高域では指向性が鋭くなり、逆に波長が長くなる低域ほど無指向性となってしまう性質がある。
【００３４】
本発明のような１次元アレイ型のスピーカ装置において低域までスピーカの配列方向の指向性を狭く制御するには、多くのスピーカを配列して配列方向の長さを大きくとらなければならないため、指向性は高域のみ制御し、低域では制御しないことがより現実的となるが、本実施形態のように低域においては全スピーカ３１ａ〜３１ｈをモノラル信号で同じ大きさで再生すれば上述の各改善例のように重みを付加した場合に比べ、同じ音量を再生するならば、全スピーカ３１ａ〜３１ｈの振幅量が同じとなってその最大値が低減するためスピーカ３１ａ〜３１ｈに加わる機械的負担も軽減される。また、無指向性化する低域をモノラル再生してもステレオ時との音場の差が小さいため、ステレオ感全体に及ぼす影響は少ない。
【００３５】
したがって、本実施の形態は低域のみをモノラル化して全スピーカ３１ａ〜３１ｈから均一に再生することにより、高域の指向性を得ながら、低域の再生能力を拡大するものである。
【００３６】
また、本実施の形態においてもスピーカの数は８個に限るものでなくてもよい。
【００３７】
なお、上述のスピーカ装置では全て１次元方向にただ１列スピーカを配置したスピーカ装置として説明したが、２列等複数列スピーカを配置しても良いものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明のスピーカ装置は、水平方向の指向性を狭く制御した１次元アレイ型のスピーカ装置において、Ｌチャンネル信号とＲチャンネル信号の比率を変化させた合成信号を再生することによって、ステレオ化時にスピーカ装置の水平方向の大きさを小さく抑えることができるとともに、高域の指向性を得ながら、低域の再生能力を拡大するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）本発明に至る改善例のスピーカ装置の外観斜視図
（ｂ）同要部である回路のブロック図
【図２】  同他の改善例の要部であるブロック図
【図３】  本発明の一実施の形態の要部であるブロック図
【図４】  従来のスピーカ装置の要部であるブロック図
【符号の説明】
１１ａ〜１１ｈ  スピーカ
１２ａ，１２ｂ  入力手段
１３ａ〜１３ｈ  加算手段
１４ａ〜１４ｈ  増幅手段
２１ａ〜２１ｈ  スピーカ
２２ａ，２２ｂ  入力手段
２３ａ〜２３ｄ  加算手段
２４ａ〜２４ｆ  増幅手段
２５ａ〜２５ｄ  調整手段
３１ａ〜３１ｈ  スピーカ
３２ａ，３２ｂ  入力手段
３３ａ，３３ｂ  ハイパスフィルタ
３４  加算手段
３５  ローパスフィルタ
３６ａ〜３６ｈ  加算手段
３７ａ〜３７ｈ  増幅手段
【図１】
0003952571.tif 000002
【図２】
0003952571.tif 000003
【図３】
0003952571.tif 000004
【図４】
0003952571.tif 000005