JP2005159518A - アレースピーカ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アレースピーカ装置SParray は、メインチャンネルの第1の音声S1が視聴位置の左右の壁面W1に放射されるようにスピーカユニットを駆動する第1の放射手段と、第1の音声信号と同じ第2の音声S2が視聴位置に直接放射されるようにスピーカユニットを駆動する第2の放射手段とを有する。
【選択図】 図1
Description
このような欠点を緩和する手段として、リアスピーカに代えて指向性の鋭い指向性スピーカを視聴位置の前方に配置し、視聴位置の後方には音響反射板を配置して、指向性スピーカから放射したサラウンドチャンネルの音声を音響反射板で反射させることにより、視聴位置の後方にリアスピーカを配置したのと同じ効果を得るサラウンドシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、視聴位置後方の壁面を音響反射板として使用する方法も考えられる。
第1の問題は、メインチャンネル(メイン信号L,R)の音像定位位置が悪いという点である。アレースピーカを使ったサラウンドシステムでは、図12のように、アレースピーカから左右の壁に向かってメイン信号L,Rを放射する。視聴者は、左右の壁から反射してくる音声によって壁の方向に音源、すなわち仮想のメインスピーカSP−L’,SP−R’があるように知覚する。しかし、図12のように仮想のメインスピーカSP−L’,SP−R’を左右の壁面に配置することは、図10に示した一般的なスピーカの配置と異なるため、コンテンツの作成者の意図とは違った再生環境になる。特に、センター信号Cがない古いコンテンツの場合は画面上に定位すべき音像がはっきりしないということが予想される。このような問題は、左右非対称な部屋や横長の部屋ではより顕著となる。
また、本発明のアレースピーカ装置の1構成例は、視聴位置に到達した音声が所望の特性となるように前記第1の音声信号と前記第2の音声信号のうち少なくとも第1の音声信号に対して、周波数−ゲイン特性、周波数−位相特性のいずれかまたは両方を補正する手段を有するものである。
また、本発明のアレースピーカ装置の1構成例において、前記複数のスピーカユニットから放射された音声が同時に到達する空間上の一点を焦点としたとき、前記第1の放射制御手段と前記第2の放射制御手段とは、前記第2の音声信号に応じた音声の焦点が前記第1の音声信号に応じた音声の焦点よりも遠距離に設定されるように前記スピーカユニットを駆動するものである。
また、本発明のアレースピーカ装置の1構成例において、前記第1の放射制御手段と前記第2の放射制御手段とは、前記第2の音声信号に応じた音声の放射方向とアレースピーカ装置の正面方向とのなす角が、前記第1の音声信号に応じた音声の放射方向と前記正面方向とのなす角より大きくなるように前記スピーカユニットを駆動するものである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第1の実施の形態のアレースピーカ装置SParray は、メインチャンネル(メイン信号L,R)のうち1チャンネルの入力音声信号に基づいて視聴位置Uの左右の壁面W1に放射される第1の音声信号を生成する第1の音声信号生成回路と、入力音声信号に基づいて視聴位置Uに直接放射される第2の音声信号を生成する第2の音声信号生成回路と、第1の音声信号と第2の音声信号とを加算する加算器と、加算器の出力を増幅するアンプと、アンプによって駆動されるスピーカユニットと、第1の音声信号と第2の音声信号の指向性を決定するマイクロコンピュータ等からなる指向性制御回路とにより構成される。
入力音声信号は、第1の音声信号生成回路と第2の音声信号生成回路に入力される。まず、図2の上側の第1の音声信号生成回路に入力された音声信号は、特性補正回路9を通過する。この特性補正回路9については後述する。
特性補正回路10を通過した入力音声信号は、遅延回路3に入力され、遅延回路3によりそれぞれ遅延時間が付加されたスピーカユニット数分の第2の音声信号となる。このとき、スピーカユニット7−i(i=1,2,・・・・n)に供給される第2の音声信号に対して遅延回路3が付加する遅延時間は、スピーカユニット7−iから放射される第2の音声S2が視聴位置Uに直接向かうように調整される。すなわち、遅延回路3の遅延時間は、アレースピーカ装置SParray の正面方向に設定された焦点の位置と各スピーカユニット7−1〜7−nの位置とに基づいて指向性制御装置8によりスピーカユニット毎に計算され、遅延回路3に設定される。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態の説明に先立って、周波数帯域によるビーム形状の変化について述べる。同じアレースピーカの幅、同じ焦点設定では高音域ほど鋭くビーム化する。図3、図4は幅95cmの従来のアレースピーカ装置で45°方向に焦点を設定したときの指向性分布のシミュレーション例を示す図である。図3、図4はXY平面について単一周波数の音圧レベルの等高線を示しており、X軸の0cmの位置を中心としてX軸方向に沿って複数のスピーカユニットを配置した場合の音圧レベルを示している。図3の例は2kHzの正弦波のシミュレーション結果を示し、図4の例は500Hzの正弦波のシミュレーション結果を示している。
入力音声信号は、ハイパスフィルタ19とローパスフィルタ20に入力され、帯域分割される。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第2の実施の形態で述べたように、低音域の指向性は高音域ほど鋭くないため、放射方向の音圧エネルギーとアレースピーカ装置の正面方向の音圧エネルギーとの差が少ない。反対に、高音域はビーム中央から逸れると急速に音圧が減衰するため、低音域との周波数バランスが良好な範囲が狭い、つまり良好に視聴できるエリアが狭い。自然の音に近い、周波数バランスの良好な音ほど定位感が良いため、本実施の形態は、周波数帯域による指向性形状の違いを補正するものである。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第3の実施の形態の別の構成例を示すものである。本実施の形態のアレースピーカ装置は、入力音声信号から中高音域を抽出するハイパスフィルタと、入力音声信号から低音域を抽出するローパスフィルタと、ハイパスフィルタによって抽出された音声信号を処理する第1の音声信号処理回路と、ローパスフィルタによって抽出された音声信号を処理する第2の音声信号処理回路と、第1の音声信号処理回路の出力と第2の音声信号処理回路の出力とを加算する加算器と、加算器の出力を増幅するアンプと、アンプによって駆動されるスピーカユニットと、音声信号の指向性を決定するマイクロコンピュータ等からなる指向性制御回路とにより構成される。このアレースピーカ装置は、従来のアレースピーカ装置の2チャンネル分のリソースを1チャンネルの入力音声信号に割り当て、ハイパスフィルタとローパスフィルタを追加することで実現することができる。
一方、遅延回路11により遅延時間が付加された高音域の信号については、対応するスピーカユニット17の位置がアレースピーカの外側のいくつかは乗算器12により零が乗算され、それより内側のスピーカユニットの信号に対して乗算器12により窓関数とゲイン係数が乗算される。
こうして、本実施の形態においても、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
Claims (5)
- 音声信号に応じて複数のスピーカユニットから指向性を持たせて放射した音声を壁面で反射させて仮想音源を生成するアレースピーカ装置において、
メインチャンネルの第1の音声信号に応じた音声が視聴位置の左右の壁面に放射されるように前記スピーカユニットを駆動する第1の放射制御手段と、
前記第1の音声信号と同じ第2の音声信号に応じた音声が前記視聴位置に直接放射されるように前記スピーカユニットを駆動する第2の放射制御手段とを有することを特徴とするアレースピーカ装置。 - 請求項1記載のアレースピーカ装置において、
視聴位置に到達した音声が所望の特性となるように前記第1の音声信号と前記第2の音声信号のうち少なくとも第1の音声信号に対して、周波数−ゲイン特性、周波数−位相特性のいずれかまたは両方を補正する手段を有することを特徴とするアレースピーカ装置。 - 音声信号に応じて複数のスピーカユニットから指向性を持たせて放射した音声を壁面で反射させて仮想音源を生成するアレースピーカ装置において、
サラウンドチャンネルの入力音声信号から中高音域の第1の音声信号を抽出するハイパスフィルタと、
前記入力音声信号から低音域の第2の音声信号を抽出するローパスフィルタと、
前記第1の音声信号に応じた音声が視聴位置の後方の壁面で反射した後に前記視聴位置に到達するように前記スピーカユニットを駆動する第1の放射制御手段と、
前記視聴位置に到達する前記第2の音声信号に応じた音声の音圧レベルが前記視聴位置に到達する前記第1の音声信号に応じた音声の音圧レベルに対して小さくなるように前記スピーカユニットを駆動する第2の放射制御手段とを有することを特徴とするアレースピーカ装置。 - 請求項3記載のアレースピーカ装置において、
前記複数のスピーカユニットから放射された音声が同時に到達する空間上の一点を焦点としたとき、
前記第1の放射制御手段と前記第2の放射制御手段とは、前記第2の音声信号に応じた音声の焦点が前記第1の音声信号に応じた音声の焦点よりも遠距離に設定されるように前記スピーカユニットを駆動することを特徴とするアレースピーカ装置。 - 請求項3記載のアレースピーカ装置において、
前記第1の放射制御手段と前記第2の放射制御手段とは、前記第2の音声信号に応じた音声の放射方向とアレースピーカ装置の正面方向とのなす角が、前記第1の音声信号に応じた音声の放射方向と前記正面方向とのなす角より大きくなるように前記スピーカユニットを駆動することを特徴とするアレースピーカ装置。
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