JP2002500844A

JP2002500844A - 拡大スイートスポット用ラウドスピーカアレイ

Info

Publication number: JP2002500844A
Application number: JP50089599A
Authority: JP
Inventors: バウク、ジェラルド、エル
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2002-01-08
Also published as: CA2290518C; EP0988773A1; CA2290518A1; EP0988773A4; AU7699998A; WO1998054926A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、マルチラウドスピーカの音響再生用の拡大聴取スイートスポットを形成する方法である。この方法は、リスナーの垂直に向いた頭部に対してほぼ水平次元に変位される複数の音響ドライバであって、複数の異なる通過帯域で動作する音響ドライバを使用する。高周波ドライバは、互いに接近させて配置され、低周波ドライバよりも聴取空間の中心線方向に変位され、その結果、設計聴取位置から離れて着席したリスナーに対する音響聴覚信号の変化が比較的少なくなるが、アレイのほぼ外側の疑似イメージに対する低周波信号能力要件が増加することはない。様々なドライバのレイアウトおよびこれらの関連クロスオーバネットワークのレイアウトを考慮して特に適する信号処理を使用して、所望の音響イメージを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】拡大スイートスポット用ラウドスピーカアレイ技術分野本発明は、一般に可聴信号再生および可聴信号処理の分野に関し、さらに詳しく述べるなら、先行技術の音響再生システムに比べて、満足な音響錯覚が生成されて維持される領域を増加するシステムに関する。この方法は、リスナーの頭部を垂直にした状態でほぼ水平次元に配列される多様な周波数範囲で動作するドライバと、低周波ドライバに比べて概して互いにより接近し、聴取空間のより中心に向かって変位させた高周波ドライバとを備えるマルチウェイラウドスピーカの対と、所望の音響イメージを生成または維持する音響イメージングに特に適する信号処理部品とを使用する。発明の背景立体音響サウンド（「立体音響」、または一般的および口語的に「ステレオ」）の歴史は、音を記録する多くの方法、およびこうした記録信号を一人または複数のリスナーに対して再生するさらに他の多くの方法を含む。従来認められている考えでは、リスナーは、ライブコンサートで聴衆が存在する音響空間、あるいは本当の聴衆を前に実際の演奏を行うのではない現在多く行われている一般的なレコーディングのための人工的かつ概念的な空間などのような音響空間にリスナーを「移動」させることが必要であるとされてきた。しかし、この「移動」に使用される方法は、その目標の点でおおむね失敗だった。この失敗の原因は、一般に、各種のシステムを設計するに当たり、系統的かつ厳密な方法を適用するのではなく、多くの場合、設計技術者やレコーディング担当者は、きわめて非科学的な原理や勘に主に依存して彼らの目標を達成していたからである。無数の商業的録音物が販売されてきたが、放送では、リスナーを別の空間に移動させる能力よりも、録音物の内容の魅力を公表する。しかし、SchroederおよびAtal並びにCooper およびBauckなど研究者は、信号処理方法を使用する再生システムを考案した。この信号処理方法は、確実にエンジニアリング科学に踏み込み、特定の信号を一人または複数のリスナーの耳の内部および周囲に配置するので、「所望の」バージョンの信号を提供することは、プログラム材料の製作者の仕事であるというコンセプトに基づいている。これらの最近の方法は、消費者がこれまでに購入したきわめて少数派のシステムおよび録音物ではあるが、正しく設計した場合、リスナーを別の信頼できる音響空間に移動させる上で特に効果的である。従来のシステムが希望どおりに再生する点での失敗および最近のシステムの成功を示すのは、比較的新しいシステムが多くの場合「3Dオーディオ」、「3Dサウンド」（「3D」は３次元を意味する)などと呼ばれるのに対して、日常的に「ステレオ」という時は、多くの場合以前のシステムを意味することである。「stereophonic」（立体音響の）をギリシャ語に由来する構成要素から単純に翻訳すると、「３次元の音響に関する」という意味である。したがって、最近のシステムが実際に実施されるようになって、オーディオ関係者は、「3Dオーディオ」などの新しい用語を造語する必要を感じた。現在の使用状況に合わせて、現在の「3Dオーディオ」という用語は、最近のシステムを指すために使用する。これらのシステムは、一般に、ある種の回路またはアルゴリズムを使用して、２つのラウドスピーカ各々から発出する音がリスナーの両耳に衝突し、その結果、たとえば一対のラウドスピーカの左側に配置されたラウドスピーカから放射される音がリスナーの左耳に達し、リスナーの右耳にも達するという事実を補償する。後者の音は、クロストークと呼ばれる。各々のラウドスピーカから各々の耳までの伝達は、少なくとも２つのラウドスピーカすべてを１つのユニットとしてまとめる回路またはアルゴリズムが、一人または複数のリスナーの両耳における音を別個にかつ明確に制御できるように、いわゆる頭部関連伝達関数（HRTF）の知識から回路またはアルゴリズムを設計して予測することができる。また、リスナーが自然の音色を知覚するように、リスナーの頭部の回折によって生じる周波数応答収差を補正することもできる。先行技術、特にCooperおよびBauckの特許において、性能の改善は、クロストーク消去回路もしくはアルゴリズムまたは関連回路もしくはアルゴリズムを備えるフィルタをその厳密な仕様からHRTFにより故意に変更して達成されることが公知である。たとえば、場合によっては、フィルタを安定させるかまたは実現可能にするように変更する必要がある。その他の変更は、リスナー自身の頭部ではなくモデルマネキンの頭部から測定したHRTFを使用する、最小位相伝達関数を使用する、平滑化HRTFなどの単純化頭部モデル、球、もしくは耳として自由空間内の２点を使用する、遅延を使用して非起因フィルタを起因フィルタに変換するなど、先行技術で公知である。完全なHRTF仕様からの誤差によっては非常に極端であり、たとえば、わずか約600Hz以下のHRTF仕様に従い、最も正確なイメージング以外の要素は、600Hzを超える応答を指定することができる。こうした変更は、リスナー自身のHRTFの厳密な仕様からは外れるが、性能上もしくは経済的に、またはこの両方の点で利点があると考えられる。また、こうした変更によって、クロストークの不完全な消去および／または音色の不完全な補正が生じる場合がある。にも関わらず、我々は、こうしたシステムすべてをクロストーク消去装置と呼ぶ。クロストーク消去装置は、殆どの3Dオーディオシステムの中核であり、一人または複数のリスナーの両耳における信号を予め決められた方法で制御して、偶然の多くの要素を再生体験から除去する。したがって、本発明の目的は、上記のいくつかの変更またはその他の変更を本発明のイメージング部品として明示的または暗示的に使用することである。クロストーク消去の１つの実施例は、音響マネキン、マイクロフォンを耳の管またはその付近に配置したダミーヘッドを使って録音した音源の再生がある。こうした録音再生装置では、別空間に移動させるという最も現実的な印象が生じる。クロストーク消去装置のもう１つの実施例は、イメージング回路またはアルゴリズム、SchroederおよびAtalおよびCooperおよびBauckが記載しているいわゆるラウドスピーカスプレッダまたはレイアウトリフォーマッタの一部としての実施例である。この実施例では、リスナーは、たとえばテレビ受像機キャビネットの両側に配置されているために近すぎて、容易に認知可能な量のステージ幅を知覚できない一対のラウドスピーカが遠く離れており、十分に定義された音が、実際にはラウドスピーカが存在しない空間内の点から明確に発出されるように感じ、つまり「仮想ラウドスピーカ」の印象を受けることができる。この実施例では、入力信号は、任意の種類の通常のステレオであるのが最も一般的であるが、ホームシアター、または可聴信号の５つ以上のチャネルを提供するマルチチャネルテレビジョン音声デコーダによっても提供される。クロストーク消去の原理のさらにもう１つの実施例は、コンピュータを使用するかまたはゲームコンソールを使用するゲーム用の音がラウドスピーカで一人または複数のプレイヤーに提供される場合、こうしたゲームに存在するような相互制御音源の生成（および必要なら、音響環境における音源の反射）にある。したがって、クロストーク消去装置は、リスナーの両耳における信号を制御する基本的な部品であり、両耳方式で録音されたプログラムか、または従来の任意の種類のステレオプログラムとともに使用して、これらのプログラムを一般的に強化することができる。クロストーク消去装置を効果的に使用しない再生装置も、場合により3Dとして知られている。こうした装置は、音が、実際のラウドスピーカが存在しない空間内の点から到達する印象を生成するのであり、仮想ラウドスピーカまたはその他の空間的に離散しているかまたは別個の音源があるという印象を提供するのではない。この印象は、空間的に離散した音源の印象が殆どあるいはまったくない音壁の印象である。これらの装置は、以下に記載するようにラウドスピーカを互いに近づけて配置する利益がある限り、本発明による利益もある。当然、こうした「非離散」システムの拡充は、仮想ラウドスピーカの概念を使用して可能である。本発明の一態様は、「離散3D」かまたは「音壁3D」であるかどうかに関わらず、任意のタイプの3Dイメージング回路またはアルゴリズムとともに使用するか、または組み合わせることができることである。一般的なフレームワークを確立したので、次に、従来の種類であるかまたは3D の種類であるかどうかに関わらず、本質的にすべての先行技術のオーディオシステムに関するある特定の問題について説明する。本質的に、こうしたすべてのシステムは、音の印象が最高である聴取領域を有する。この領域にいるリスナーは、再生室または聴取空間内の他の場所よりも良い印象を受け取る。一般に、２つのラウドスピーカがあり、好ましい領域は、この２つのラウドスピーカの間に描いた線分を二等分する線上にあり、さらに詳しく述べるならラウドスピーカに対して特定の距離またはその他の幾何学的関係にある。この好ましい領域がどこにあっても、一般に「スイートスポット」と呼ばれており、「スポット」は「領域」ではなく「点」を意味する傾向があるが、本明細書ではこの用語を使用する。スイートスポットはこの範囲に限られており、多くの場合非常に狭いので、従来のステレオまたは3Dステレオの場合も最高の空間的印象を享受できるのは一度に一人だけである。スイートスポットのサイズは非常に狭く、一人のリスナーでさえも、スイートスポットを完全に享受するために自分の頭部をどこに保持すべきかという点で制約を感じる場合がある。一般に、スイートスポットは長形の領域であるが、実際にはむしろ篇長楕円形であり、リスナーは、二等分線に沿って内外に移動するか、あるいは殆ど二等分平面内に留まった状態で上下に移動することはできるが、標準の２ラウドスピーカ構成の多様な変形で左右へは移動しにくい。これは、スイートスポットの小さい範囲を考えると最も不都合な方向である。なぜなら、複数のリスナーは、鼻と首筋が向き合った状態ではなく、相並んで着席することが一般に好ましいからである。実用的な3Dオーディオシステムの出現、およびリスナーの両耳における音を正確に制御する関連能力によって、リスナーは一般に、通常のステレオシステムで聴く従来の経験で慣れているよりもスイートスポットが小さいと感じる。Bauck およびCooperが、こうした3Dシステムの多くのリスナーの経験によって非公式に支持する推測では、スイートスポットは実際にはより小さいが、はるかに快いので、リスナーはスイートスボットから移動したがらない傾向がある。また、最適な位置から移動して離れるのを拒む割合はより大きく、おそらくスイートスポットは相当に小さいとさらに感じるのを促進していると思われる。再生システムの性質（従来型または3D）に関係なく、スイートスポットをより大きくすることも望ましい。したがって、本発明の目的は、スイートスポットを拡大することである。スイートスポットが存在するという１つの根拠は、２つ以上のラウドスピーカを使って再生する場合、リスナーの両耳における信号は、ラウドスピーカから発出される音波の干渉（和）によって形成されるということである。２つのラウドスピーカでは、この領域は、共振構造がないと仮定して、２点のみで正確に制御することができる。おそらく、これらの点はリスナーの両耳にある。聴覚信号がいわゆる3Dシステムまたはその他の技術の結果であるかどうかは別として、リスナーが頭部を動かして耳が指定の位置ではなくなる場合、予想外の干渉によって生成される意図しない聴覚信号によってイメージ歪が生じる。干渉が変化する主な原因は、ラウドスピーカとリスナー間の距離の差による到着時間差、重要なことだが、同じ距離の差による衝突波の振幅の変化(リスナーがラウドスピーカ近くに着席することにより悪化する)、および補償されない反射からの反射（リスナーがラウドスピーカ近くに着席することにより改善される）である。この回折問題の重要な側面は、リスナーの頭部が設計位置から特定の量だけ移動する場合、回折は波長に依存することである。高周波数の聴覚信号は、低周波数の聴覚信号よりも比較的影響を受けやすい。なぜなら、この特定量の移動は、高周波の１つの波長の比較的大きい部分（つまりより多数の波長）だからである。先行技術のシステムでは、リスナーがスイートスポットから移動する影響は、無頓着なリスナーによっても十分に分かる。たとえば、リスナーが二等分線上にいる場合、２つのラウドスピーカ間の中間の中心に位置する疑似イメージとして現われる歌手は、リスナーが二等分線から離れると、より近いラウドスピーカに向かって移動するように思われる。この影響は非常に明白なので、より近いラウドスピーカへの音像の崩壊は、リスナーの頭部が、他のスピーカよりも１つのスピーカにより近づいた時にほぼ完全になる。これは周知の先行効果であり、かつての研究者の一人にちなんでハース効果と呼ばれることもある。これは一般に音響心理学的効果であると考えられており、その原因は、内耳または脳の処理にある。この場合、これは、反射環境で音を正確に局限できる進化適応である。しかし、この効果は物理音響学にも起源があり、まだ完全には調査されていない仮説である。何れの場合も、２つの音源からの到着時間の差の関数としてのイメージ変位の量は十分に研究されており、リスナーが二等分線から離れれば離れるほど、中心の疑似イメージの知覚変位は遠くなる。この効果による知覚イメージ歪は、厳密に言えば変位ではないが、イメージの空間範囲の増加、あるいはさらに妙なことにイメージの実際の位置に関する一種の曖昧さつまり不確実性を伴う。ある先行技術の方法では、特別に設計されたラウドスピーカを使用して、疑似イメージの変位を減少させようと試みる。先行効果を調査する研究者は、以前に中心にあった疑似イメージの変位は、遅く到着する音のレベルを増加して、つまり対のラウドスピーカのより離れた方のラウドスピーカの信号ゲインを増加して部分的に補償できることを発見した。実際、実験により導かれたプロットが公表されて、到着時間の差の関数としてどの程度のゲインが増加し、イメージを中心またはほぼ中心に戻すかが分かった。こうした補償は、正確ではなく、再度中心に配置された疑似イメージが十分に形成されるわけではないが、ラウドスピーカメーカーは、リスナーが二等分線から移動して、より離れたラウドスピーカの主ローブ内により直接入り込む放射パターンを有するラウドスピーカを製造するのに十分に有用であると考えた。この計画のバージョンでは、リスナーは、主放射ローブが指定聴取位置の前面を過度に内側よりに横断するように、通常通りに設計されたラウドスピーカを方向付ける必要がある。人によっては、どちらの技術も役立つと考えるが、この補償はきわめておおまかであり、低周波数において指向性放射パターンを形成することが相対的に不可能であるため、低周波数ではあまり効果的ではない。にも関わらず、本発明の目的は、このタイプの放射制御と本明細書に記載の新奇な技術を組み合わせて、スイートスポット問題に対するより多くのタイプの解決策を提供することである。 CooperおよびBauckが紹介したもう１つの先行技術は、高周波数における音響的に特定されたイメージフィルタの応答を変更し、ラウドスピーカにおいて影響を受ける周波数の「デフォルト」のイメージングに徐々に効果的に転移させて、3D システムにおける知覚スイートスポット問題を緩和する本発明とは別個の方法を使用した。リスナーは、頭部を動かすとき、高周波数が揺れ動くかまたは不完全にイメージ化されるよりも、殆ど静止した状態を保つことを好むようである。もちろん、スイートスポットは、フィルタを低周波数に変更して実際に拡大することができるが、この場合、ラウドスピーカに収まるますます多くの高周波数を犠牲にし、「快適性(sweetness)」の点でスイートスポットのサイズを犠牲にする必要がある。本発明の目的は、本発明をこうした先行技術の方法と組み合わせることである。重要な観察結果によると、２つのラウドスピーカからリスナーの両耳までの到着時間の差は、リスナーが二等分線の両側で動くときに、ラウドスピーカが互いに接近している場合は減少する。到着時間の差の単純なプロットを空間内の１個の点として図１に示す。双曲線は、等しい到着時間の差の輪郭をミリ秒単位で表す。横軸と縦軸は空間内の点の位置であり、単位はメートルである。小さく肉厚な円は、点源としてモデル化された２つのラウドスピーカの位置を表す。Aは、1 .5メートルの距離のラウドスピーカについて計算し、Bは、0.5メートルの距離のラウドスピーカについて計算する。（たとえば、ラウドスピーカの間隔とラウドスピーカ間の線は、基準線距離または単に基準線と呼ぶ。）この輪郭プロットから、短基準線アレイでは、中心線からの変位の量が同じである場合、到着時間の偏差はより小さくなることが明白である。この単純なモデルおよび分析は、リスナーのHRTFの効果、または通常リスナーは２つの耳を有するという事実をまったく含まないが、それでもなお基本的な原理を表す。より現実的なモデルを使用する分析については、間もなく詳細に調査されるであろう。短基準線アレイは多少の利点を有するという事実は、CooperおよびBauckが何年か前に公表した。他の研究者は、この方法の利点を比較的最近に研究するようになった。最終的な短基準線のアレイは、Lauridsenの単極-双極(「中間側」)アレイであり、その改善点はCooperおよびBauckが述べるとおりである。当然、仮想ラウドスピーカの技術では、短基準線アレイを故意に形成し、信号を適切に処理して明白なステージ幅を拡大してスイートスポットを拡大するが、特定の設計の詳細に応じて、中心線付近のイメージを改善するために中心から離れたイメージの安定性を犠牲にする必要がある。他の場合には、短基準線アレイは、ラウドスピーカをテレビジョンもしくはコンピュータビデオモニタの側に取り付ける必要性、または一般に数個のラウドスピーカを現在のホームシアター内の最適な位置に配置することが実際に難しいなど、その他の必要性によって決まる。ラウドスピーカの設計に関するほぼ一般的な慣習は、２ウェイラウドスピーカのツィータおよびウーファ、またはマルチウェイラウドスピーカの様々な周波数帯域に主に垂直方向に適用される各種変換駆動ユニット（オーディオエミッタ）を構成することである。たとえば、中音用ドライバをツィータの側に配置し、おそらくこれらの一方または両方が「ラインソース」つまりリボン式ドライバを備えるという例外はあるが、こうした並列配置は、その他の設計目標を追求するための妥協案として一般に認められ、これらのドライバは水平にできる限り互いに近づけて、リスナーの両耳における信号の完全性を保つことが通常望ましい。水平に方向付けられた複数通過帯域駆動ユニットを使用してラウドスピーカアレイを形成するように試みるようになった。こうしたアレイの電磁バージョンは、通信およびレーダアンテナでも随時使用される。どちらの用途でも、その意図は、様々な周波数における放射パターンを少なくとも部分的に制御して、通常、放射パターンが、意図する動作範囲のすべての周波数で一定の形状またはビーム幅を保つようにすることである。こうした目標は、各々の周波数における多数の波長で測定して、すべての周波数において実際上同じ長さのアレイを形成することにより少なくとも部分的に達成することができる。そのための通常の手順は、暫時型ローパスフィルタを介して、アレイの端部方向に近い素子ほどより低音域に制限した供給信号をアレイの各素子に対して送出することである。この技術が、音響再生の分野において一部で好奇心を持たれるに留まっている理由は、通常遭遇する膨大な周波数範囲(高忠実度再生の場合10オクターブ台)、および可聴スペクトルの重要部分の放射パターンを有意に制御するには、実現不可能なほど大型のアレイを要するという事実による。提案によってはもつと穏当であり、１オクターブ程度でのビーム幅制御は、音響再生などの用途に効果的であるとしているが、これは、複数のラウドスピーカを使用して効果的な音響疑似イメージを形成する用途（本発明の対象となる分野）ではないし、本発明は、周波数変化における一定の放射パターンの形成を示唆していないが、副作用としてこうした作用の傾向はある。水平アレイを使用するもう１つの先行技術のラウドスピーカは、Polkのラウドスピーカである。しかし、このシステムの駆動ユニットは、他の目的のためにこの方法で配列され、イメージング回路を使用せず、スイートスポットを拡大しない、つまり本発明を予見しない。短基準線を使用すると、スイートスポット問題は緩和されるが、別の問題が生じ、問題の程度は、3Dシステム内の仮想イメージの位置および周波数の内容によって決まる。他の周波数に比べて多量の低周波数を含む自然イメージがリスナーの左側（0°とみなされる鼻の上から反時計方向に90°）の方向に現われる場合、頭部付近の主な空気粒子運動は、両耳を通る線に対して平行に動く。前面に配置した２つのラウドスピーカは、こうした低周波数運動を形成するには、類似信号上で実質的に反対の極性で動作しなければならない。これは、低周波数では、十分に周知されて多く研究されている音響ダイポールに近いものを構成する。この構成の問題は、２つのラウドスピーカは、別の低周波音を消去する傾向があることである（つまり、比較的小さい低周波エネルギーがリスナー方向に放射される）。したがって、潜在的に大きい信号をラウドスピーカに適用しなければならず、ラウドスピーカの放射面の大きい増幅係数および大きい偏位が必要であり、これは、仮想ホームシアターおよびビデオゲーム再生並置低周波音効果などの 3Dシステム、並びに一般的な音楽の多くの録音物に関する3D処理および再生の用途における実際的な問題である。もう１つの欠点は、最終的にリスナーに到達する前に、部屋の周囲で多量の音響エネルギーが反射され、まだ解明されていない要素がこの再生方法に導入されることである。密接に関連する状況は、クロストーク消去装置で再生される両耳録音の場合である。この用途の場合、低周波数問題は、最初きわめて不利であるように思われる。なぜなら、フィルタ仕様では、CooperおよびBauckが信号処理の和／差様式の説明で最も明確に示唆しているように、仮想音源のはるかに多量のバス信号をリスナーの左方向に送出するようになっているからである。リスナーが見たラウドスピーカの角度に応じて、左向きのイメージの配置で優勢である左−右（L−R ）成分のバス応答は、最初の検査では、すべての企業が殆ど実行不可能なように思われ、周波数が減少するにつれて一次増加勾配（10周波数当たり20dB）を示し、より密接に離間配置されたラウドスピーカの場合、勾配の開始はより高周波数で発生する。しかし、聴覚信号は振幅および位相の両方が殆ど同じなので、90° で自然発生するイメージは、低周波数では比較的小さいＬ−Ｒ情報を必然的に含むことを理解することは重要である。したがって、ラウドスピーカが互いに近すぎないと仮定すると、大きいＬ−Ｒゲインが指定されてもＬ−Ｒ信号は小さく、濾波された信号はまだ合理的なサイズである。唯一の実際的な問題は良好なＳＮ比を維持することだが、これは、アナログまたはディジタルの実施の場合は一般に問題ではない。最終的な結果は、問題の範囲が、上記の段落に記載した仮想音源を形成する場合と本質的に同じという点である。さらに重要な状況は、容易に想像される。自然音響イメージに対応せず、たとえばラウドスピーカスプレッダ、その他のレイアウトリフォーマッタまたはクロストーク消去装置を介して再生したときに大破壊をもたらすステレオ信号を想像または生成することはきわめて容易である。これらは、すべて3Dオーディオシステムの例である。たとえば、従来のステレオ初期化信号の１発信チャネルのベースギターは他のチャネルでは無音だが、クロストーク消去装置で再生するときわめて不自然になる。再生システムは、ベースギターの音をリスナーの一方の耳に、他方の耳に無音を配置しようと試みるが、これは、合理的な再生音量では大変な労力を要する。上記の例はどれも、ラウドスピーカが互いに近く配置されればされるほど、増幅器およびラウドスピーカの低周波信号の偏位に対する必要性が高まる、つまり悪化する。したがって、短基準線アレイの望ましい効果は、必要な電子信号および音響信号の実現に要する信号処理能力が大幅に増加することにより相殺される。比較的短基準線アレイの場合に低周波信号能力要件が増加するという状況は、可聴信号の低周波再生に関する別の態様と妥協するのできわめて不利である。オーディオエンジニアは十分に周知のとおり、従来のステレオセット（つまり、通常の２ラウドスピーカレイアウトの空間範囲外に低周波イメージを配置する必要がないステレオセット、さらに言えば１ラウドスピーカ音響再生システム）の場合、低周波数の適切な再生は、第一に、はるかに多量の空気を移動させる必要がある。これは一般に、比較的大径のドライバを使用して、高周波再生に必要なよりもはるかに大きい線形偏位能力で行われる。同様に、関連増幅器の殆どの線形信号偏位範囲は低周波数により消耗され、比較的少ない高周波成分は、徐々に揺れ動く低周波成分の頂上に乗るように見える。２ラウドスピーカアレイのほぼ範囲外に仮想イメージとして配置される低周波プログラム材料に適する信号レベルを生成する問題は、単なる仮説上の例ではない。発明者は、各種の3Dオーディオプログラムを実証するときに、多くの場合に関して記載する作用を正確に観察した。現在の商業的環境では、消費者はオーディオシステムからさらにリアリズムを要求し、ホームシアターおよびゲームが一般的であり、これに関連して特殊な効果がある高レベル低周波並置音響イメージが重要であり(多くの場合、完全なホームシアター構成の実際のラウドスピーカで再生される)、ゲームを再生して、「仮想シアター」としてホームシアターシステムをシミュレートするために意図されたオーディオシステムを取り付けられたコンピュータが出現しているので、本明細書に記載する状況は当然きわめて現実的である。このような状況では、頑丈でうまく設計されたラウドスピーカシステムでも、いかに迅速にその限界に達する可能性があるかは驚きであり、多くの場合コンピュータに関連して安価に製造されたラウドスピーカは言うまでもない。短基準線アレイを犠牲にする問題は、他にもある。大きい低周波偏位要件を克服するには、比較的大きいウーファを使用する必要がある。しかし、ウーファが丸い場合、互いに近くに配置する方法を見つけることはむしろ馬鹿げている。楕円または矩形の放射面に頼る場合もあるが、これは、さらに他の問題を有する傾向がある。大型ラウドスピーカを互いに近くに配置することにより、テレビジョンまたはコンピュータビデオモニタなどの製品の実用的かつ美的な構造が許容できないほど犠牲にされる場合がある。要約簡潔に言うと、本発明の一実施例により、音響再生システムは、任意の数の可聴入力を提供する手段と、クロストーク消去装置を使用して音響イメージングを提供する手段と、各々ウーファおよびツィータを一人または複数のリスナーの垂直に向いた頭部に対して実質的水平に配列した一対の２ウェイラウドスピーカシステムとを備えて提供され、こうしたラウドスピーカシステムは、信号を分離して左ウーファとツィータとの対および右ウーファとツィータとの対に経路指定するための周波数選択クロスオーバ回路を備え、各々の対のウーファおよびツィータは、左右のツィータを左右のウーファより互いに接近させて、中心を外れているリスナーに対するウーファからの到着時間差よりも、ツィータからの到着時間差の変化が少なくなるように配置する。図面の簡単な説明本発明、およびその他の目的およびその利点は、添付の図面に関連する以下の説明を参照すると理解できるであろう。図1Aは、先行技術によるラウドスピーカアレイの単純なモデルに関する等しい到着時間輪郭プロットである。図1Bは、先行技術による別のラウドスピーカアレイの単純なモデルに関する等しい到着時間輪郭プロットである。図２は、本発明による図示の実施例に基づく音響再生システムの一般的なブロックダイヤグラムである。図3Aは、本発明による実施例のイメージング回路部品の図示例のブロックダイヤグラムであり、本発明の分析結果を裏付けるために示す。図3Bは、図２のイメージング回路部品の別の図示例のブロックダイヤグラムであり、本発明の分析結果を裏付けるために示す。図４は、ラウドスピーカからリスナーに対する図２のシステムの伝達関数の例を示す平面配置図である。図5Aは、図3Bのイメージング部品のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±20°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図5Bは、図3Bのイメージング部品の別のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±20°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図5Cは、図3Aのイメージング部品のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±20°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図5Dは、図3Aのイメージング部品の別のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±20°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図6Aは、図3Bのイメージング部品のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±3°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図6Bは、図3Bのイメージング部品の別のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±3°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図6Cは、図3Aのイメージング部品のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±3°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図6Dは、図3Aのイメージング部品の別のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、リスナーに対して±3°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイに関する。図7Aは、本発明の実施例に関する図3Bのイメージング部品のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、ラウドスピーカアレイは、リスナーに対して±20°のウーファおよびやはりリスナーに対して±3°のツィータを備える。図7Bは、本発明の実施例に関する図3Bのイメージング部品の別のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、ラウドスピーカアレイは、リスナーに対して±20°のウーファおよびやはりリスナーに対して±3°のツィータを備える。図7Cは、本発明の実施例に関する図3Aのイメージング部品のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、ラウドスピーカアレイは、リスナーに対して±20°のウーファおよびやはりリスナーに対して±３°のツィータを備える。図7Dは、本発明の実施例に関する図3Aのイメージング部品の別のイメージングフィルタの伝達関数の大きさを示すプロットであり、ラウドスピーカアレイは、リスナーに対して±20°のウーファおよびやはりリスナーに対して±3°のツィータを備える。図８は、リスナーに対して±20°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイの分析結果の誤差測定値を示すプロットであり、最適な着席位置からのリスナーの前後左右への偏位に対して描いてある。図９は、リスナーに対して±3°のフルレンジラウドスピーカを備える先行技術のラウドスピーカアレイの分析結果の誤差測定値を示すプロットであり、最適な着席位置からのリスナーの前後左右への偏位に対して描いてある。図10は、本発明の実施例の分析結果の誤差測定値を示すプロットであり、ラウドスピーカアレイは、リスナーに対して±20°のウーファおよびやはりリスナーに対して±3°のツィータを備え、最適な着席位置からのリスナーの前後左右への偏位に対して描いてある。図11は、本発明によるテレビジョンモニタまたはコンピュータビデオモニタである。図12は、ワイド形式のテレビジョン受像機コンソールであり、３ウェイラウドスピーカアレイは、ツィータからの垂直分散制御に関する本発明に従って構成されている。好適な実施例の詳細な説明図２は、本発明の図示の実施例による音響再生システム10の特定実施例の概略ブロックダイヤグラムである。音響システム10は、１つまたは複数の可聴信号を音響処理回路（たとえばコンピュータアルゴリズム）30に結合する手段20を提供する。処理済み可聴信号は次に、左ラウドスピーカ用の別個のクロスオーバネットワーク42および右ラウドスピーカ用の別個のクロスオーバネットワーク46を含むラウドスピーカ周波数選択クロスオーバネットワーク40に結合される。左クロスオーバ42は、低周波信号を分離して左ウーファ53に経路指定するローパスフィルタと、高周波信号を分離して左ツィータ55に経路指定するハイパスフィルタ45 から構成する。同様に、右クロスオーバ46は、低周波信号を分離して右ウーファ 57に経路指定するローパスフィルタ47と、高周波信号を分離して右ツィータ59に経路指定するハイパスフィルタ49から構成する。左ラウドスピーカ52と右ラウドスピーカ56との集合をラウドスピーカアレイ50と呼ぶ。この実施例では、本発明の最も単純な実施例である２ウェイ左右ラウドスピーカシステムについて記載するが、３ウェイ、または一般にマルチウェイのラウドスピーカも適応し、ラウドスピーカは、本発明によりその他の方法で、通常の左右対称の対ではないその他の数で配列することができることが分かるであろう。左ラウドスピーカ52は左ウーファ53と左ツィータ55とから成り、右ラウドスピーカは右ウーファ57と右ツィータ59とから成る。音響放射素子、ウーファ53および57並びにツィータ55および59は、垂直に向いたリスナーの頭部に対して実質的に水平なアレイに配置される。（リスナーの頭部60が垂直つまり直立位置に向いていない場合、アレイ50をリスナーの頭部に対してほぼ同じ幾何学的関係を保つように改めて方向付けるか、またはイメージング回路30を相応に適応させることができる。しかし、リスナーの頭部60の極度に直立な整列配置は通常は不要である。）また、左ラウドスピーカ52および右ラウドスピーカ56は、別個のウーファおよびツィータから構成するのではなく、あるいはこれらのほかに、いわゆるWalsh タイプのドライバ、つまり高周波数が大径領域から選択的に放射されるほぼメガホン形の切頭円錐を備えることができると考えられるが、しかし、本発明によると、円錐は、通常使用するように小さい端部を上に、大きい端部を下にして垂直に方向付けるのではなく、小さい端部を幾何学的中心線に近づけ、大きい端部をこの中心線から比較的離して方向付ける。本発明によると、ツィータ55および59は、ウーファ53および57に比べて、リスナー60の頭部とラウドスピーカアレイ基準線の中間点とを接続する中央線に実質的に近づける。もう１つの実施例では、左ツィータ55および右ツィータ59の位置は入れ替わるが、その電気接続は入れ替わらないので、たとえば、リスナーは、中心線から右に移動すると、左チャネルツィータにより直接一直線上に移動することになり、先行効果の示唆に従って振幅調節手段により到着時間誤差の部分的かつ音響的補償が行われ、幾何学的手段によりさらにイメージ安定性が得られる。また、本発明により、イメージング回路またはアルゴリズム30は、各種の音響放射素子の空間的レイアウトを考慮して適応させる。先行技術のラウドスピーカアレイの特徴である低周波信号処理要件を増加せずに、スイートスポットのサイズを改善することを含む本発明のこれらの態様およびその他の態様は、以下の特定の実施例のシミュレーションによる計算で明白になる。次に、図２の実施例の動作について説明する。仮想イメージまたは仮想ラウドスピーカを90°に配置すると仮定する。ツィータ55、59は、そのハイパスクロスオーバ45、49とともに互いに接近しており、低周波信号エネルギーを殆ど受信しないので、バス領域で動作する密接な間隔のラウドスピーカに必要になる大偏位信号を受信しない。ツィータ角度からのHRTFの高周波特性は、特定のツィータと両耳（または両方のツィータと一方の耳）との間に、所定の方程式に許容可能な解を提供するのに十分な伝達関数の差を提供する特性である。したがって、間隔がより広いラウドスピーカのスイートスポットが最小である高周波数では、近いツィータは拡大したスイートスポットを提供する。ツィータよりさらに遠く離間配置されたウーファは、そのローパスクロスオーバフィルタによる高周波エネルギーを殆ど受信しない。したがって、ウーファは、高周波信号を受信した場合と違って、高周波数で小さいスイートスポットを形成しない。一方、こうしたウーファは、ツィータよりさらにさらに遠く離間配置されるので、より近くに配置される場合つまりツィータ位置に配置される場合と違って、大信号偏位要件の対象にならない。図２の実施例のその他の重要な部品である3Dイメージングシステム30は、ウーファおよびツィータの異なる間隔を考慮して、かつ重要なのはクロスオーバフィルタを考慮して設計される。当然、概念上は、ラウドスピーカアレイとクロスオーバとの組合せのために特に設計する必要がある3Dイメージングシステムの部分は、別個の構成要素またはソフトウェアインストラクションのシーケンスに見えるか、またはその他の3Dイメージング部品または完全な仮想イメージングシステム内のHRTFシミュレーションなどのソフトウェアと明示的または暗示的に組み合わされるかどうかに関わりなく、クロストーク消去装置である。殆どすべての従来の先行技術のラウドスピーカシステムの場合、クロスオーバネットワークは、たとえば２ウェイシステムでは、ウーファおよびツィータが実質的に異なる通過帯域で動作するように設計される。代表的な構成は、ウーファを約2.5KHz以下で動作させて、その動作を2.5KHzを超える周波数のローパスフィルタで制限し、ツィータを2.5KHz以上の周波数で動作させて、その動作をハイパスフィルタにより2.5KHz未満の周波数で制限することである。クロスオーバフィルタには急な遷移帯域はないが（物理的に不可能）、ウーファおよびツィータが実質的に異なる通過帯域で動作する場合でも、ウーファとツィータの両方が放射するクロスオーバ周波数付近に小さい周波数範囲がある。設計者によっては、高価な急速カットオフクロスオーバフィルタを指定して、その共通帯域を徹底的に制限する。しかし、異なる通過帯域で動作する２つのドライバを備える先行技術のラウドスピーカの例があるが、その通過帯域はかなり重複すると考えられる。この概念の代表的な例は、おそらく同じ設計（直径および電気音響パラメーターなど）の２つの低周波ドライバを有するが、その１つは、フィルタによってさらに狭い周波数帯域に制限される。たとえば、一方のドライバは、一般にウーファと呼ばれ、再低周波数つまり40Hz〜約100Hzから動作し、他方のドライバは、クロスオーバが高周波数をツィータに送出する2.5KHz以下の周波数を処理することができる。こうした設計により、最も必要な最低周波数に対する信号処理能力が高まるが、ローブが発生する多少短い波長で動作する二重ドライバにより生じる100Hz〜2.5KHzまでの送出周波数で方向に関する好ましくない影響がなくなる。したがって、ドライバが実質的に重複する周波数範囲で動作する先行技術のラウドスピーカがあるが、これらは垂直に配列され、好ましいイメージング効果に影響する重複通過帯域を使用せず、特別に設計されたイメージング回路またはアルゴリズムで動作しない。本発明の目的は、本発明の実施例のシミュレーションに関する以下の説明に記載するように、本発明により水平に配置されたドライバが実質的に重複する通過帯域を有し、こうしたドライバが、適切に変更されたイメージング回路を伴うことである。図２に特に図示した実施例のシミュレーションは、本発明を説明し、その示唆するところを明らかにするのに役立つ。 HRTFソースの場合、球状頭部モデルを使用する（つまり、頭部60は、直径0.18 mの剛性の球であり、「耳」62および63は、0°の点として定義される「鼻」61から±100°変位した水平の大きい円上の点と指定される。）この球は、ソースが１つの場合、平面波領域にあると仮定する。正の角度は、鼻61から反時計方向の回転として測定する。このモデルを使用する理由は、任意の角度からHRTFを得る（計算する）のに便利であり、本発明およびその示唆するところを説明および定義するのに適しているからである。本明細書で検討するラウドスピーカとリスナーのレイアウト例は、パーソナルコンピュータのユーザが経験するレイアウトでは一般的である。仮定の自由条件では、関連パラメーターは以下のとおりである。・頭部60の中心からビデオモニタの平面およびラウドスピーカアレイ50までの距離は0.6mである。・頭部の中心から測定した本発明のツィータ55、59の角変位は±３°である。・頭部の中心から測定した本発明のウーファ53、57の角変位は±20°である。・比較のために使用する先行技術のフレレンジラウドスピーカの角変位は±3 °である。・比較のために使用する他の先行技術のフルレンジラウドスピーカの角変位は ±20°である。頭部60の付近における平面波の仮定、およびラウドスピーカの距離が0.6ｍにすぎないという言明は厳密に言えば矛盾しているが(ラウドスピーカは、頭部周囲に平面波を形成するために無限の距離になければならない）、シミュレーションの誤差は小さいので、本発明を分析する上では些細なことであると分かった。ラウドスピーカアレイ50は、ビデオモニタを含む平面内、または水平線上にあるなど様々に記載されているが、これらの幾何学的形状はシミュレーションに特有なものとして、または特定の実施例として必要であるにすぎず、概して、たとえば円弧に沿って配置することができるか、あるいは必要に応じて、電気的遅延を信号処理に追加するか、またはクロスオーバと一線上に追加して、円弧または必要に応じてその他の幾何学的形態に沿って効果的な音響位置を形成できることが分かるだろう。あるいは、クロスオーバの設計者は、各種ドライバと一線上に補償遅延を配置しない場合、適切なクロストーク消去装置の解決手段がこうした遅延を決めることが分かるだろう。本発明の１つの目的は、イメージング回路30 を相応に修正して、様々な幾何学的形態に適応できることである。シミュレーションの方法は、以下に記載する３つのレイアウト各々について、低周波信号要件に関するほぼ最悪の場合、中心に位置するリスナーに対して90° の位置（公称位置）にイメージを配置するのに必要なイメージングフィルタを最初に計算することである。次に、リスナーの頭部を公称つまり設計頭部位置周囲の点のグリッド上に移動させて、その公称位置について設計されたフィルタを使用する場合、誤差の値を計算して各々の位置に描く。さらに、必要なイメージングフィルタの周波数応答の大きさを描く。上記の幾何学的な説明に記載されているように検査した３つのレイアウトは以下のとおりである。・「従来の」ビデオモニタ間隔の±20°におけるフルレンジの先行技術のラウドスピーカ。・「非常に密接な」間隔の±3°におけるフルレンジの先行技術のラウドスピーカ。・±20°にウーファ53および57、±3°にツィータ55および59を備える本発明による修正短基準線アレイ。各種のフィルタの振幅応答を、便宜上２種類の対称な空間配置として描く。つまり、図3Aの格子、並びに図3BのCooperおよびBauckのシャフラである。位相応答は、振幅応答と同じように適切なイメージの形成に重要だが、様々なレイアウトの低周波信号能力（振幅）要件を検査する本発明の目的上表示しない。しかし、シミュレーションの計算に位相応答を使用する。記号を使用して伝達関数を指す場合、こうした分析では一般的であるように複素変数であると仮定する。図3Aの格子70は、先行技術で周知されている図3Bのシャフラ80のように、２つ以上の入力部20がない限り、図２のイメージング回路またはアルゴリズム30を実施するために使用する。その他の形態も、おそらく追加の格子またはシャフラを使用して可能である。格子70は、シミュレーションのように幾何学的レイアウトの対称性を仮定して２つの一意な伝達関数S'およびA'の４つのフィルタを備える。シャフラ80は、伝達関数ΣおよびΔの２つのフィルタのみ必要である。格子は、加算結合部75および76を必要とする。シャフラは、図3Bに示すように、加算結合部81、82、85、86を必要とし、信号符号は、加算結合部82および86の２つの入力部で反転する。図４は、音響伝達関数、包括的にSおよびAの命名規則を確立するのに役立つ。下付きのαは、「実際の」ラウドスピーカに関連する伝達関数を示し、下付きの φは「疑似」、この場合は90°における所望のイメージの伝達関数を示す。この規則では、イメージングフィルタの伝達関数は、対称に配置されたフルレンジラウドスピーカの場合、以下のとおりである。このシミュレーションでは、誤差測定値を計算するときに球モデルの頭部が移動する格子は、起点として公称配置球状頭部の中心を有するx−y座標系の中心にある１辺が0.322mの正方形である。周波数点F_nが50個で、n＝(1、2、...、50)であり、20Hzと8000Hzとの間に均一に離間配置され、左耳の周波数領域信号E_L(f_n 、x、y)、右耳の周波数領域信号E_R(f_n、x、y)、並びに公称位置の聴覚信号E_L(f_n 、0、0)およびE_R(fn、0、0)である場合、誤差測定値は以下のように計算する。誤差に含む最高周波数として8000Hzを選択するのは、局所化のための重要な音響範囲の殆どを含むことと、きわめて多くの球状モデルの特徴が役立つようにすることとの折衷策である。これは、明らかに信号に基づく誤差関数であり、知覚された誤差との正確な関連は不明である。x−y格子の間隔は、上記の和に含まれる最短の波長の1/4であり、各々の方向に31個の格子点があり、0.322mの正方形が形成された。（最短波長の1/2の格子間隔は、適切な空間サンプリングには十分だが、格子がより細かければ、より優れた表面プロットが形成される。） ±20°位置におけるフルレンジの先行技術のラウドスピーカ（および90°における仮想イメージ）について、Σ、Δ、S'およびA'を図５に示す。特に重要なのは、たとえばΣおよびΔフィルタの低周波レベルである。Σフィルタは、そのデフィニションの1/2の係数により−6dBの低周波数で平滑になるが、Δ応答は3. 3dBで約9.3dB高く、これは、殆どの用途できわめて許容可能なレベル差である。 ±3°におけるフルレンジラウドスピーカに対応する応答を図６に示す。やはり、低周波数におけるΣ応答は−6dBであるが、Δ応答は、Σレベルを超えて25. 6dBまで著しく増加する。変形アレイ50の場合、音響伝達関数のデフィニションは、ドライバの様々な位置およびその個々のクロスオーバフィルタの存在を考慮して変更する必要がある。各々のウーファクロスオーバフィルタ43、47の伝達関数をC_wとして、各々のツィータクロスオーバフィルタ45、49の伝達関数をC_tとする。また、図４の包括的伝達関数SおよびAをウーファおよびツィータの位置に関してS_w、A_t、S_t、および A_tと指定する。図２を参照すると、新しい複合的な「実際のラウドスピーカ」の音響伝達関数は、以下になることが分かる。 S_α＝C_wS_w＋C_tS_t および A_α＝C_wA_w＋C_tA_t 次に、これらの方程式を図３のイメージングフィルタΣ、Δ、S'およびA'の計算に使用する。クロスオーバフィルタは、C_w43、47に対する一次ローパス応答およびC_w45、49に対する一次ハイパス応答として単純にモデル化され、これらの応答は、１KHzにおける漸近値から−3dBの振幅応答を有する。シミュレーションでは、レイアウトの幾何学的形状またはクロスオーバフィルタの応答の形状を最適化する試みは行わない。クロスオーバ周波数の１KHzを選択する主な理由は、図６のΔ、S'およびA'の振幅がこの周波数の付近で大きくなるからである。また、ドライバ特性などの実際的なことは、クロスオーバの選択に殆ど役割を果さなかった。本発明による変形アレイ50のイメージングフィルタの応答を図７に示す。この曲線の低周波部分は、図５の±20°のフルレンジラウドスピーカの曲線の低周波部分と当然類似している。また、図７の応答の高周波部分は、±3°で非常に密接に離間配置されたフルレンジのラウドスピーカに関する図６の応答の高周波数部分に類似している。図８、図９および図10には、考察する３つのレイアウトに関して上記で定義した誤差関数を上記のxおよびyの範囲で示す。特に、図８は、±20°のフルレンジラウドスピーカから生じる誤差を示し、図９は、±3°のフルレンジラウドスピーカから生じる誤差を示し、図10は、変形アレイ50から生じる誤差を示す。これらはすべて、40dBの同じ垂直範囲上で7dBから47dBまで示す。音響心理学的な誤差測定基準との確実な関連はないにも関わらず、これらの表面プロットは、スイートスポットの主観的な性質を表しているようである。設計上、すべてx＝0、y ＝0においてゼロ誤差（−∞dB）を有する。これらの数字が意味するところは明白である。±20°のフルレンジアレイは、 x方向の幅よりy方向に長い小さいスイートスポットを有し、これは、3Dおよびより標準的なステレオシステムのリスナーに容易に分かる現象である。±3°のフルレンジラウドスピーカのスイートスポットは、比較上はるかに幅を大きくしてある。このスイートスポットは、yおよび｜x｜の大きい正の値を除く殆どの位置にいて、±20°のラウドスピーカの誤差プロットより低い。図10の変形アレイ50 の誤差関数は、±3°のアレイの誤差関数に非常に類似しているが、領域によってはごくわずかに低い。シミュレーションから示される結果から、適切に設計されたイメージング回路を備えている本発明の変形短基準線アレイ50は、基準線が比較的長い先行技術のアレイの信号偏位要件以外、基準線が非常に短い先行技術のアレイのスイートスポットサイズをほぼ完全に有し、両者の最善の特性を有することが分かる。本発明は、従来のラウドスピーカアレイとイメージング回路との組合せに比べて、実施のコストがほぼゼロ増分であるとうい利点をさらに有し、ラウドスピー力および適切に変更されるイメージング回路の様々なドライバに新たなレイアウトのみ必要である。これらの変更は、繰返し生じる莫大な製造コストがかからないのみならず、より低出力の増幅器またはより安価なウーファを使用できる場合、節約できる費用もある。変形短基準線アレイが良く適すると思われる実施例としては、図11に示す実施例があり、これは、ウーファ103、107およびツィータ105、109、並びに仮想ホームシアターおよびゲームプレイに必要な関連イメージング回路（図示しない）を含む変形アレイを備えるコンピュータまたはテレビジョンビデオモニタである。図12は、テレビジョン受像機の一部である３ウェイアレイ（ウーファ111、112、中音用スピーカ113、114、ツィータ115、116、117、118）を示す。この図には、垂直分散を制御して反射を減少させるためのツィータ構成の変形も示されており、この構成は、ホームシアター機器に使用される場合がある。当然、その他の垂直配置方法を使用しても良い。図11および図12は、各種のオーディオエミッタが、リスナーが見た垂直線から外れて良いことを示す。これは、一般には最適な配置ではない。なぜなら、こうした配置は、リスナーがその着席高さを調節するときに、配置自体の経路の長さが変化するからだが、多少のこうした変化は許容可能であり、キャビネットの構造または美的面などのその他の設計目標の点で許容可能な妥協である。こうした多少の変化が許容可能である理由は、ドライバの垂直変位（および床、天井または家具からの垂直方向の反射）によって生じる経路長さの差は、同様の振幅の水平方向の変位（または反射）に比べて、水平イメージングに対する影響ははるかに少ないからである。上記の説明は、様々な可聴周波数帯域で動作するオーディオエミッタ、必要に応じて対応するクロスオーバおよび時間調整回路、並びにオーディオエミッタおよび関連するクロスオーバの特定の幾何学的形状に適するイメージング回路の水平方向に異なるアレイを使用して、一人または複数のリスナーが拡大スイートスポットを享受できるようにする発明に関する。本発明による音響再生システムの特定の実施例は、本発明を製造および使用する方法を示すために記載したのであって、本発明およびその様々な態様のその他の変形の実施は当業者には明白であり、本発明は、上記の特定の実施例により制限されないと考えるべきである。したがって、本発明により、本明細書に開示して請求する基本的な原理の真の精神および範囲内に分類される変更、変形またはこれらと等価なものすべてを含むことを意図する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．拡大スイートスポットを有する音響表現を生成するための音響再生システムであって、可聴信号の少なくとも１つのチャネルの音響プログラムを提供するソース手段と、該音響プログラムの空間特性を変更するイメージング手段と、前記空間的に変更された音響プログラムの概して高周波数帯域用のオーディオエミッタと、前記空間的に変更された音響プログラムの概して低周波数帯域用のオーディオエミッタとを備える第１ラウドスピーカシステムと、前記空間的に変更された音響プログラムの概して高周波数帯域用のオーディオエミッタと、前記空間的に変更された音響プログラムの概して低周波数帯域用のオーディオエミッタとを備える第２ラウドスピーカシステムであって、前記第１および第２ラウドスピーカシステムが、実質的に水平アレイに配置され、前記第１および第２ラウドスピーカシステムの前記高周波オーディオエミッタが、前記第１および第２ラウドスピーカシステムの前記低周波オーディオエミッタよりも互いに接近している第１および第２ラウドスピーカシステムと、前記空間的に変更された音響プログラムを分離して、前記第１および第２ラウドスピーカシステムの様々なオーディオエミッタに経路指定するクロスオーバネットワーク手段と、を備え、前記イメージング手段が、前記第１および第２ラウドスピーカシステムおよびこれに関連する前記クロスオーバネットワーク手段の空間的幾何学的形態に適するようになっている、音響再生システム。２．前記第１および第２ラウドスピーカシステムの前記オーディオエミッタが、聴取領域のほぼ前面に配置され、前記第１ラウドスピーカの前記高周波エミッタおよび前記第２ラウドスピーカの前記高周波エミッタが、前記第１ラウドスピーカの前記低周波エミッタと前記第２ラウドスピーカの前記低周波エミッタとのほぼ間に位置する、請求項１記載の音響再生システム。３．前記第１および第２ラウドスピーカシステムの前記オーディオエミッタが、聴取領域に関して対称的に構成される、請求項２記載の音響再生システム。４．前記第１および第２ラウドスピーカの前記高周波エミッタおよび低周波エミッタが聴取領域の中心線の対向側に配置される、請求項３記載の音響再生システム。５．前記イメージング手段がクロストーク消去装置を備える、請求項１記載の音響再生システム。６．前記クロストーク消去装置が他のイメージング部品の一部として実施される、請求項４記載の音響再生システム。７．前記イメージング手段が仮想音源を生成する、請求項１記載の音響再生システム。８．前記クロスオーバネットワーク手段が、少なくとも１つの前記高周波エミッタおよび少なくとも１つの前記低周波エミッタが実質的に重複する周波数帯域の可聴信号を送出することを可能にする、請求項１記載の音響再生システム。９．前記クロスオーバネットワーク手段が、前記第１および第２ラウドスピーカシステムの前記オーディオエミッタの少なくとも一方のための直列コンポーネントとして、前記オーディオエミッタを他のオーディオエミッタの少なくとも１つと時間的に整合させる時間遅延装置を備える、請求項１記載の音響再生システム。 10．前記第１ラウドスピーカシステムの前記高周波オーディオエミッタと、前記第２ラウドスピーカシステムの前記高周波オーディオエミッタとが、これらの接近した間隔に適応するように、接着布（Velcro）または接着性固締具などによりその他の視聴覚機器に改造される、請求項１記載の音響再生システム。 11．前記第１ラウドスピーカシステムおよび前記第２ラウドスピーカシステムが共通の構造から成る、請求項１記載の音響再生システム。 12．音響再生システムであって、可聴入力信号を提供するソース手段と、複数の異なる可聴周波数帯域で動作し、聴取空間に配置される水平方向に多様な複数のオーディオエミッタと、前記可聴信号の所望の空間特性を生成するイメージング回路手段と、可聴入力信号の部分を分離して前記複数のオーディオエミッタに分配する周波数分割ネットワーク手段と、を備え、前記イメージング手段が、前記複数のオーディオエミッタおよびこれらに関連する周波数分割ネットワーク手段の空間的構成を補償するのに適するようになっており、前記複数のオーディオエミッタの高周波エミッタの集合が、前記複数のオーディオエミッタの低周波エミッタの集合よりも聴取空間の中心線に近づけて配置される、音響再生システム。 13．前記複数の可聴周波数帯域のいくつかが、他の可聴周波数帯域よりも概して高周波数である、請求項12記載の音響再生システム。 14．前記複数の可聴周波数帯域の前記いくつかの高周波数帯域に関連する前記複数のオーディオエミッタのいくつかが、前記他の複数の可聴周波数帯域に関連する他のオーディオエミッタのいくつかよりも聴取空間の幾何学的中心線に実質的に近く配置される、請求項13記載の音響再生システム。 15．前記幾何学的中心線の第１の側に位置する高周波数帯域に関連する同じオーディオエミッタが、可聴入力信号の第１チャネル信号で駆動され、前記幾何学的中心線の前記第１の側のその他のオーディオエミッタが、前記可聴入力信号の第２チャネル信号で駆動される、請求項14記載の音響再生システム。 16．音響システムのスイートスポットの相対的サイズを増加する方法であって、ウーファの集合をリスナーの中心線から等距離および第１の角度でリスナーの両側に配置するステップと、ツィータの集合をリスナーの中心線から等距離および前記第１の角度よりも小さい第２の角度で配置するステップと、を含む方法。 17．可聴信号をウーファの集合およびツィータの集合に送出するステップをさらに含む、請求項16記載の方法。 18．ウーファの集合およびツィータの集合を使用して、可聴信号源の音響イメージを量子化するステップをさらに含む、請求項16記載の方法。