JP2008270909A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中央音像定位が得られる聴取範囲を拡大し、センタースピーカをフロントスピーカシステムと一体構成可能な音響再生装置を提供する。
【解決手段】聴取中心軸に対して対称に設置され、内側方向に音を放射する第１スピーカユニット１２、１５と、前または外側方向に音を放射する第２スピーカユニット１３、１６を備え、センターチャンネル信号を第１及び第２スピーカユニット用の信号として各々処理する第１及び第２処理部を備え、フロントチャンネル信号は第２処理部の出力信号に重畳する。第１処理部は、ＨＰＦ３１と、高域成分を増大する第１ハイシェルフブロック３２を備え、第２処理部は、ＬＰＦ３６と、低域及び高域成分を各々減衰させるローシェルフブロック３４及び第２ハイシェルフブロック３５を備える。聴取位置の近い方の第１及び第２スピーカユニットから到達するセンターチャンネル再生音が、位相差により中音域において弱め合う。
【選択図】図１０

Description

本発明はステレオ音響再生機器やいわゆるホームシアターなどの映画マルチチャンネル音響再生機器に用いられる、音響再生装置に関するものである。

一般にステレオ音響再生において良好な音像定位を得るためには、左右のスピーカの真ん中で聴く必要がある。つまり片側のスピーカに近寄った真ん中から外れた位置で聴くと、左右のスピーカの中央付近から本来聴こえてくるべき歌声や音声などの再生音が聴取位置に近い方のスピーカから聴こえてしまい、聴取位置に近い方のスピーカに音像が片寄ってしまうことが知られている。

また、いわゆるホームシアターの映画マルチチャンネル再生においては、独立したセンタースピーカを設置せずに、左右のフロントスピーカでセンターチャンネル信号を再生する方式がある。つまりセンターチャンネルの信号を左右のフロントスピーカに均等に振り分けてフロントチャンネル信号に重畳する方式である。

この方式によれば独立したセンタースピーカを設置しなくて済むというメリットがある反面、センターチャンネルの音声信号の良好な音像定位が得られる聴取範囲は、ステレオ音響再生と同様に左右のフロントスピーカの真ん中だけに限られる。

特にホームシアター再生の場合には、音と映像が一致するように、センターチャンネル音声信号の音像が画面内中央付近に定位することが望まれる。上記のように左右のフロントスピーカでセンターチャンネル信号を再生する場合に、真ん中から外れた位置で視聴をすると、センターチャンネルのセリフなど音声が画面中央から極端に外れた位置に音象定位して違和感を生じるので、自然な映画再生ができない。

これについて図１３を参照して説明する。図１３は従来のスピーカ装置の作用を示す説明図であり、聴取中心軸Ｘ１−Ｘ２から見て、左側のスピーカシステム５０と右側のスピーカシステム５１が対称な位置に配置されている。中央にはディスプレイ５２が設置されており、聴取位置Ｐが左側に寄っている場合を示している。

左側のスピーカシステム５０のスピーカユニット５３から放射された音と、右側のスピーカシステム５１のスピーカユニット５４から放射された音は、聴取位置Ｐで合成音圧ベクトルＶｔを形成する。聴取位置Ｐに対して右側のスピーカユニット５４は左側のスピーカユニット５３よりも距離が離れており、さらに斜め方向を向いているので、距離による減衰および指向性による減衰によって、聴取位置Ｐにおける右側のスピーカユニット５４による音圧ベクトルＶ２は、左側のスピーカユニット５３による音圧ベクトルＶ１に比べて大幅に小さくなる。

従って合成音圧ベクトルＶｔは、左側のスピーカユニット５３による音圧ベクトルＶ１が支配的になり、音像定位位置Ｓは左側のスピーカシステム５０に極端に近づいてディスプレイ５２からはみ出してしまうことになる。

さらに先行音効果も働くことが知られている。先行音効果とは、同一地点に到達する２つの音の強度が同じであっても、時間的に僅かに先に到達する音の方が強く知覚される聴覚生理現象である。左側のスピーカユニット５３からの音は、右側のスピーカユニット５４からの音よりも先に聴取位置Ｐに届く。このために先行音効果が働いて、図１３に示す以上に左側のスピーカユニット５３からの音が強く知覚され、実際の音像定位位置Ｓはさらに左側に片寄る傾向にある。

以上のように中央音像定位が得られる聴取範囲は真ん中だけに限られるので、独立したセンタースピーカを設置しない方式では、一度に複数人数が自然な映画鑑賞をすることができなかった。またステレオ音楽再生においても、一度に複数人数が良好な音像定位で音楽鑑賞をすることができなかった。

ホームシアター映画再生の場合はセンタースピーカを設置すれば上記問題は解決されるが、センタースピーカをディスプレイの下や上に設置せざるを得ないので、センターチャンネル音声信号の音像定位上下位置が画面からはみ出してしまう。従って特に大画面のディスプレイやスクリーンを用いたホームシアター映画再生では、音と映像の不一致が著しくなり、やはり自然な映画鑑賞をすることができなかった。

中央音像定位が得られる聴取範囲が左右のスピーカシステムの真ん中だけに限られるという問題点を解決するために、例えば特許文献１には、図１４に示すようなスピーカ装置が提案されている。図１４において左側のスピーカシステム５５は、キャビネット５５ａに２個のスピーカユニット５６ａ、５６ｂが水平方向に配列されており、右側のスピーカシステム５７は、キャビネット５７ａに２個のスピーカユニット５８ａ、５８ｂが水平方向に配列されている。

そしてスピーカユニット５６ａ、５６ｂと、スピーカユニット５８ａ、５８ｂは、例えば１００Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数帯域で互いに所定の位相差をもって駆動され、スピーカシステム５５、５７はダイポール類似の音源を形成している。このダイポール類似の音源は、中音域以下で放射パワーが減衰する周波数特性をもっているので、周波数特性の２００Ｈｚに至るまでの低域周波数側における大幅なブースト補正が行われる。

この構成により、例えば図１４に示す左側の聴取者ＰＬに対しては、その真正面のスピーカシステム５５からの音圧はスピーカユニット５６ａ、５６ｂのダイポール放射特性によって極小になる。一方右側のスピーカシステム５７からの音圧はある程度のレベルをもっているので、左側の聴取者ＰＬに対しては右側のスピーカシステム５７の方向に音像定位位置が寄ることとなり、中央音像定位が得られる。
実開平４−２３３９９号公報

しかしながら特許文献１に開示の従来のスピーカ装置では、ダイポール類似音源の中域以下の放射パワー減衰特性を補正するために大幅な低域周波数側ブーストが必要であり、スピーカユニット５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂに極めて大きな電力が入ってこれらが破損したり音が歪んだりするので、高い音圧レベルが得られないという問題があった。

また高音域ではスピーカユニット５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂの指向性が鋭くなるので、例えば右側のスピーカシステム５５から左側の聴取者ＰＬに到達する高音域の音圧レベルは著しく低下し、高音域では音像定位位置を改善する効果が激減してしまう。従って音像定位位置の改善効果が十分に得られないという問題があった。

さらにダイポール類似の音源から放射される低い周波数帯域の音は、甚だしい違和感を与える。これは低音は波長が極めて長いために、各スピーカユニットから放射された音がその位相差を完全に保ったまま人間の左右の耳に到達するからである。つまり例えば左側の聴取者ＰＬにおいては、その左耳にはスピーカユニット５６ｂからの音が優勢に到達し、その右耳にはスピーカユニット５６ａからの音が優勢に到達する。従って左右の耳が互いに逆位相的な音を常に聞くことになるので、甚だしい違和感が生じるという問題もあった。

本発明は、歌声やセリフなど音声に対して中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の効果が高く、マルチチャンネル再生用のセンタースピーカを左右のフロント用スピーカシステムと一体的に構成することが可能な音響再生装置を提供することを目的とする。

本発明の音響再生装置は、第１スピーカユニット及び第２スピーカユニットを各々有する一対のスピーカシステムと、入力信号に対して所定の処理を施す信号処理部と、前記信号処理部の出力信号を増幅して前記スピーカシステムに印加する増幅器とを備え、前記一対のスピーカシステムを聴取中心軸に対して対称に設置したとき、前記各第１スピーカユニット及び前記各第２スピーカユニットは、前記聴取中心軸に対して互いに対称に配置される。

上記課題を解決するために、前記各スピーカシステムから前記聴取中心軸を見る方向を内側方向とした時、前記第１スピーカユニットは内側方向に音を放射し、前記第２スピーカユニットは前記スピーカシステムの正面方向または前記第１スピーカユニットよりも外側方向に音を放射するように配置され、前記信号処理部は、前記入力信号として供給されるマルチチャンネル信号のうちセンターチャンネル信号を処理して前記第１スピーカユニット用の信号として出力する第１処理部と、前記センターチャンネル信号を処理して前記第２スピーカユニット用の信号として出力する第２処理部とを備え、前記マルチチャンネル信号のうち各フロントチャンネル信号を、前記第２処理部の出力信号と各々重畳して前記第２スピーカユニット用の信号として供給するように構成される。

前記第１処理部は、前記センターチャンネル信号の低域成分を減衰させる処理を行うＨＰＦ（高域通過フィルタ）ブロックと、高域成分を増大させる階段特性を得る処理を行う第１ハイシェルフブロックとを備え、前記第２処理部は、前記センターチャンネル信号の高域成分を減衰させる処理を行うＬＰＦ（低域通過フィルタ）ブロックと、それ以下の帯域の信号成分のうちの、低域の一部の信号成分を減衰させる階段特性を得る処理を行うローシェルフブロックと、高域の一部の信号成分を減衰させる階段特性を得る処理を行う第２ハイシェルフブロックとを備え、前記スピーカシステムの一方の正面方向の聴取位置に対して、近い方に位置する前記スピーカシステムの前記第１スピーカユニットから到達する前記センターチャンネル信号の再生音と、前記第２スピーカユニットから到達する前記センターチャンネル信号の再生音が、相互の位相差により中音域において互いに弱め合うように構成される。

上記構成の音響再生装置によれば、独立したセンタースピーカを設置する必要のない簡便なマルチチャンネル再生用音響再生装置を実現し、しかも、センターチャンネルの音声信号に対して、中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の高い効果を得ることができる。さらに、第１スピーカユニットと第２スピーカユニットの水平方向間隔を十分に確保できない場合でも、所定の周波数帯域で滑らかな総合周波数特性を得ることが可能である。

本発明の音響再生装置は上記構成を基本として、以下のような種々の態様をとることができる。

すなわち、前記中音域を、１．５ｋＨｚを含む周波数範囲とすることが好ましい。

また、前記中音域を、人間の声の第２ホルマント周波数および第３ホルマント周波数の一部または全部を含む周波数範囲とすることが好ましい。それにより、特に歌声やセリフなど音声に対して中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の高い効果を得ることができる。

また、前記第１スピーカユニットを、前記聴取中心軸から見て前記第２スピーカユニットよりも内側に配置するとともに、前記中音域において、前記第１スピーカユニットの放射音の位相を前記第２スピーカユニットの放射音の位相よりも遅らせる構成とすることができる。それにより、中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の高い効果が得られるとともに、スピーカシステムを前後方向に小型化することができる。

また、前記第１スピーカユニットを、前記聴取中心軸から見て前記第２スピーカユニットよりも外側に配置するとともに、前記中音域において、前記第１スピーカユニットの放射音の位相を前記第２スピーカユニットの放射音の位相よりも進める構成としてもよい。それにより、中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の高い効果が得られるとともに、スピーカシステムを後方に寄せて設置することができ設置の自由度が向上する。

また、前記第１スピーカユニットと前記第２スピーカユニットが互いに上下となる位置関係に配置された構成としてもよい。それにより、スピーカシステムを横幅方向に小型化することができる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（本発明の基本的概念）
まず、本発明の実施の形態における音響再生装置を構成するスピーカ装置の基本的な概念について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるスピーカ装置の構成図、図２は同スピーカ装置の斜視図である。図３は、同スピーカ装置のネットワーク回路図である。図４は、同スピーカ装置を構成する各スピーカユニットの周波数特性図である。

図１において、左側のスピーカシステム１と右側のスピーカシステム４は、聴取中心軸Ｘ１−Ｘ２から見て両側に略同間隔をもって設置されている。左側のスピーカシステム１のキャビネット１ａには、第１スピーカユニット２と第２スピーカユニット３が取り付けられている。右側のスピーカシステム４のキャビネット４ａには、第１スピーカユニット５と第２スピーカユニット６が取り付けられている。各スピーカユニット２、３、５、６の配置は、聴取中心軸Ｘ１−Ｘ２から見て対称である。

第１スピーカユニット２、５は、例えば、口径６．５ｃｍのフルレンジ用ユニットであり、キャビネット内の低音の空気圧で振動板が振られることがないように、その背面は密閉されている。第２スピーカユニット３、６は、例えば、口径８ｃｍの低音用ユニットである。

各スピーカシステム１、４から聴取中心軸Ｘ１−Ｘ２を見る方向を内側方向とすると、第１スピーカユニット２、５は第２スピーカユニット３、６よりも内側に位置するとともに、内側方向に音を放射するように配置されている。第２スピーカユニット３、６は正面方向に音を放射するように配置されており、したがって、第１スピーカユニット２、５よりも外側方向に音を放射する。

聴取中心軸Ｘ１−Ｘ２に対する第１スピーカユニット２、５の音放射方向の角度βは、約４５゜である。したがって、第２スピーカユニット３、６の音放射方向と第１スピーカユニット２、５の音放射方向との間の角度αは、約４５゜である。第１スピーカユニット２、５と、第２スピーカユニット３、６どうしの水平方向の間隔ｄ１は約９ｃｍであり、奥行き方向の間隔ｄ２は約４ｃｍである。また第１スピーカユニット２、５と第２スピーカユニット３、６は、図２の斜視図に示すように水平方向に配列されている。

このスピーカ装置を駆動するための信号は、原理的には図３に示したような、低域カット用コンデンサＣと高域カット用コイルＬから成る６ｄＢ／ｏｃｔ型のネットワーク回路を介して供給される。それにより、第１スピーカユニット２、５には低域を減衰させた信号が入力され、第２スピーカユニット３、６には高域を減衰させた信号が入力される。かつ第１スピーカユニット２、５と第２スピーカユニット３、６は、互いに逆極性でネットワーク回路に接続されている。

各スピーカユニット２、３、５、６の軸上の同一測定距離における周波数特性は、図４に示す通りである。第１スピーカユニット２、５の音圧周波数特性を破線Ｂで、その位相周波数特性を破線Ｄで示す。また、第２スピーカユニット３、６の音圧周波数特性を実線Ａで、その位相周波数特性を実線Ｃで示す。

図４に示す周波数特性は、各スピーカユニット２、３、５、６の特性と、図３に示したネットワーク回路の分割特性が相乗されたものである。その結果、第１スピーカユニット２、５は、破線Ｂで示されるように、約５００Ｈｚ（−６ｄＢ）以上の再生周波数帯域をもつ。また第２スピーカユニット３、６は、実線Ａで示されるように、低音域から約４ｋＨｚ（−６ｄＢ）までの再生周波数帯域をもつ。したがって、約５００Ｈｚ〜４ｋＨｚの範囲の中音域は、第１スピーカユニット２、５と第２スピーカユニット３、６の両方が再生する。

なお図４のＡ、Ｂの特性から分かるように、中音域においては、第１スピーカユニット２、５の音圧レベルが第２スピーカユニット３、６よりも僅かに低くされている。これは、後述するように、中央音像定位効果を調整するためである。

以上のように構成したスピーカ装置の作用、効果について、さらに図５〜図７を参照しながら説明をする。図５は上記構成のスピーカ装置の周波数特性図である。図６は同スピーカ装置の中音域における作用を示す説明図、図７は同スピーカ装置の高音域における作用を示す説明図である。

図５において、実線Ｐ１は図中の参照図に示すように、第１スピーカユニット２（５）の正面方向でのスピーカシステム１の音圧周波数特性を示す。破線Ｐ２は第２スピーカユニット３（６）の正面方向での、つまりスピーカシステム１の正面方向でのスピーカシステム１の音圧周波数特性を示す。第１スピーカユニット２の正面方向では高い音圧レベルが得られるとともに（Ｐ１）、スピーカシステム１の正面方向では中音域以上の帯域で音圧レベルが大幅に減衰する特性が得られる（Ｐ２）。

このような特性が得られる原理と作用について、詳しく説明する。図４の実線Ｃに示されるように、第２スピーカユニット３、６については、再生帯域の中央である数百Ｈｚの中音域での放射音の位相は０゜前後である。そして６ｄＢ／ｏｃｔ型のローパスフィルタ（ハイカット）ネットワーク回路により、高音域に向けて位相は約９０゜ほど遅れる。なお低音域で位相が進むのは低域が減衰しているためである。

第１スピーカユニット２、５については、図３に示すように逆位相接続をしているため、その位相周波数特性は図４の点線Ｄに示されるように、高音域で１８０゜遅れる。仮に第１スピーカユニット２、５が、第２スピーカユニット３、６と同じ正位相で接続されていれば、高音域での位相は０゜になる。６ｄＢ／ｏｃｔ型のハイパスフィルタ（ローカット）ネットワーク回路により、低域側にかけては９０゜ほど位相が進み、またスピーカユニット２、５自体の低音域の減衰によりさらに位相が進む。つまり、第１スピーカユニット２、５の放射音の位相は、中音域から高音域にかけて、第２スピーカユニット３、６の放射音の位相よりも９０°程度遅れたものとなる。

以上の結果、第１スピーカユニット２（５）の正面方向付近の音圧周波数特性は、図５の実線Ｐ１に示すような、第１スピーカユニット２（５）と第２スピーカユニット３（６）の音圧が加算されたような特性となる。一方、第２スピーカユニット３（６）の正面方向付近の音圧周波数特性は、図５の点線Ｐ２に示すような中音域から高音域にかけてレベル減衰したものとなる。

この原理、作用について図６を参照しながら説明する。図６においては、左側のスピーカシステム１と右側のスピーカシステム４の中央にディスプレイ７が設置されており、その中央位置がＳである。理想的な中心聴取位置Ｐｃは、聴取中心軸Ｘ１−Ｘ１の上にある。実際の聴取位置Ｐは、近い方のスピーカシステム１の略正面方向にあるものと想定する。各スピーカシステム１、４は、図１に示したものと同じものである。

中心聴取位置Ｐｃと各スピーカシステム１，４の位置関係は、これらが略正三角形の頂点付近に位置するような標準的な配置とする。従って各スピーカシステム１、４から各聴取位置Ｐｃ、Ｐまでの奥行き方向距離Ｄは、Ｄ＝０．８７Ｗの位置関係にある。Ｗは、スピーカシステム１、４の間隔である。この標準的な配置は、旧来の２チャンネルステレオ再生ばかりでなく、ＩＴＵ−Ｒ勧告の中でマルチチャンネルスピーカシステムの推奨配置ともなっている。

図６に示すように、第１スピーカユニット２、５を第２スピーカユニット３、６よりも内側に配置するので、聴取位置Ｐから遠い方のスピーカシステム４の第１スピーカユニット５から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ５は、第２スピーカユニット６から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ６よりも短くなる。例えば、上述の標準的なスピーカシステムの配置関係と、本実施の形態のスピーカ装置の構成寸法においては、Ｌ５はＬ６よりも約４ｃｍ短くなる。

一方、第１スピーカユニット５の放射音の位相は、第２スピーカユニット６の放射音の位相よりも中音域において既に（スピーカユニットからの放射直後に）９０°程度遅れているので、Ｌ５がＬ６より短いことにより、両者の聴取位置Ｐでの到達音の位相差は減少することになる。その結果、第１スピーカユニット５からの到達音と第２スピーカユニット６からの到達音の位相差は０°に近づき、両者の放射音は強め合う。

一方、聴取位置Ｐから近い方のスピーカシステム１においては、第１スピーカユニット２から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ２は、第２スピーカユニット３から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ３よりも長い。例えば、上述の標準的なスピーカシステムの配置関係と、本実施の形態のスピーカ装置のスピーカユニット配置関係寸法においては、Ｌ２はＬ３よりも約４ｃｍ長い。

第１スピーカユニット２の放射音の位相は第２スピーカユニット３の放射音の位相よりも中音域において既に９０°程度遅れているので、Ｌ３がＬ２より短いことにより、両者の聴取位置Ｐでの到達音の位相差は増大することになる。そのために、第１スピーカユニット５からの到達音と第２スピーカユニット６からの到達音の位相差は１８０°に近づき、両者の放射音は弱め合う。

上記の作用は、Ｌ５とＬ６の距離差またはＬ２とＬ３の距離差による音波の位相回転が９０°となる周波数、つまり距離差が音の波長の１／４となる周波数で最も強くなる。上記構成においては、Ｌ５とＬ６の距離差およびＬ２とＬ３の距離差とも約４ｃｍであるので、４ｃｍが１／４波長に相当する２ｋＨｚ付近で最も上記作用が強くなる。周波数が２ｋＨｚ付近より低くなるに従ってこの作用は徐々に減少する。このことは、聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１についても同様である。

また周波数が２ｋＨｚ付近より高くなるに従って上記作用は徐々に減少する。例えば４ｃｍの距離差が１／２波長に相当する４ｋＨｚ付近では、距離差による音波の位相進行が１８０°になるので、聴取位置Ｐに対して第１スピーカユニット５から到達する音の位相は、第２スピーカユニット６から到達する音の位相よりも９０°進むことになる。つまり４ｋＨｚ付近では、第１スピーカユニット５からの到達音と第２スピーカユニット６からの到達音は強め合わなくなるので、上記作用は最も小さくなる。

聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１についても、同様のことが起こる。つまり４ｋＨｚ付近では距離差による音波の位相遅延が１８０°になるので、聴取位置Ｐに対して第１スピーカユニット２から到達する音の位相は、第２スピーカユニット３から到達する音の位相よりも２７０°遅れることになる。つまり４ｋＨｚ付近では、第１スピーカユニット２からの到達音と第２スピーカユニット３からの到達音は弱め合わなくなるので、上記作用は最も小さくなる。

さらに高い周波数の例えば６ｋＨｚにおいては、４ｃｍの距離差が３／４波長に相当する６ｋＨｚ付近では距離差による音波の位相進行が２７０°になり、聴取位置Ｐに対して第１スピーカユニット５から到達する音の位相は、第２スピーカユニット６から到達する音の位相よりも１８０°進むことになる。つまり音の位相だけを考えれば６ｋＨｚ付近では、第１スピーカユニット５と第２スピーカユニット６の放射音は互いに打消し合うので作用が逆になってしまう。

このことは聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１についても同様である。つまり４ｃｍの距離差が３／４波長に相当する６ｋＨｚ付近では距離差による音波の位相遅延が２７０°になり、聴取位置Ｐに対して第１スピーカユニット２から到達する音の位相は、第２スピーカユニット３から到達する音の位相よりも３６０°遅れることになる。つまり音の位相だけを考えれば６ｋＨｚ付近では、第１スピーカユニット２と第２スピーカユニット３の放射音は互いに強め合うので作用が逆になってしまう。

そこで望ましくは、図４の実線Ａに示すように、第２スピーカユニット３、６の高音域を減衰させる。つまり、２つの音波の重畳による強め合い、弱め合いの効果は、２つの音波の音圧が同一の時に最も高く、２つの音波の音圧差が大きくなると大幅に低くなるからである。従って第２スピーカユニット３、６の高音域を減衰させることにより、距離差による音波の位相回転が過剰になる高音域での逆作用発生を防止することができる。

中音域においては、以上説明した原理、作用により、図６に示すように、聴取位置Ｐから遠い方のスピーカシステム４による音圧ベクトルＶ２に対して、聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１による音圧ベクトルＶ１を大幅に小さくすることができる。その結果、中音域の音像をディスプレイ７の中央位置Ｓの付近に定位させることができる。

以上の原理、作用に基づき、図６の聴取位置Ｐ、すなわち、聴取位置Ｐが近い方のスピーカシステム１の正面方向付近に位置している場合に、音像を中央付近に定位させるための適切な条件について、幾何学的解析を行った。その結果、詳しい計算過程は省略するが、中心聴取位置Ｐｃと各スピーカシステム１，４が略正三角形の頂点付近に位置するような標準的な配置の場合は、スピーカシステム１による音圧ベクトルＶ１とスピーカシステム２による音圧ベクトルＶ２とのレベル差を約７．５ｄＢにすれば、聴取位置Ｐにおいて中央付近に音像定位させられることが分かった。

また中心聴取位置Ｐｃと各スピーカシステム１，４が直角２等辺三角形の頂点付近に位置するような場合、つまり各スピーカシステム１、４から各聴取位置Ｐｃ、Ｐまでの前後方向距離Ｄが、Ｄ＝０．５Ｗの位置関係になる場合についても解析した。この場合には、スピーカシステム１による音圧ベクトルＶ１とスピーカシステム２による音圧ベクトルＶ２とのレベル差を約１４ｄＢにすれば、図６の聴取位置Ｐにおいて中央付近に音像定位させられることが分かった。

このように、図６の聴取位置Ｐにおいて中央付近に音像定位させるためには、一般的に１０ｄＢ前後の音圧レベル差が必要であることが分かった。上記構成では図５に示すように、中音域において１０ｄＢ前後の音圧レベル差があり、良好な中央音像定位の効果が得られる。

次に、上記構成のスピーカ装置の高音域における作用について、図７を参照しながら説明する。高音域においては、図４の実線Ａに示すように第２スピーカユニット３、６の音圧は減衰しているので、高音域における作用は第１スピーカユニット２、５に依存する。

図７において、聴取位置Ｐから遠い方の第１スピーカユニット５の音放射方向は、聴取位置Ｐの正面方向付近にある。一方、聴取位置Ｐに近い方の第１スピーカユニット２の音放射方向は、聴取位置Ｐに対して大幅に傾いている。このため聴取位置Ｐから遠い方の第１スピーカユニット５からの音は、第１スピーカユニット５の指向特性による高域減衰を受けない。一方、聴取位置Ｐに近い方の第１スピーカユニット２からの音は、第１スピーカユニット２の指向特性による高域減衰を大きく受ける。

その結果、聴取位置Ｐから遠い方の第１スピーカユニット５による高音域の音圧ベクトルＶ２に対して、聴取位置Ｐに近い方の第１スピーカユニット２による高音域の音圧ベクトルＶ１を大幅に小さくすることができる。その結果、高音域の音像をディスプレイ７の中央位置Ｓの付近に定位させることができる。

音響理論によれば、スピーカユニットの実効振動半径をａ、波長定数をｋとすると、ｋａ＝１程度以下の周波数では無指向性であり、ｋａ＝２程度以上の周波数で指向性が狭くなり始め、ｋａ＝３程度以上の周波数では大幅に指向性が狭くなることが知られている。上記構成のスピーカ装置では、第１スピーカユニット２、５の口径は、例えば６．５ｃｍとされ、その実効振動半径は約２６ｍｍである。従ってｋａ＝２となる４ｋＨｚ付近から指向性が狭くなり、ｋａ＝３となる６ｋＨｚ付近以上は大幅に指向性が狭くなる。

このように本実施の形態によれば、第１スピーカユニット２、５と第２スピーカユニット３、６の放射音の位相差と位置関係に基づく上記の作用効果が小さくなる４ｋＨｚ以上の周波数帯域では、第１スピーカユニット２、５の指向性に基づく作用効果を利用する。その結果、聴取位置Ｐから遠い方のスピーカシステム４による音圧ベクトルＶ２に対して、聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１による音圧ベクトルＶ１を十分に小さくするという作用効果が、中音域以上の全周波数帯域で得られる。

以上の説明では、聴取位置Ｐが近い方のスピーカシステム１の正面方向付近に位置している場合の、上記構成のスピーカ装置の作用・効果について述べた。一方、聴取位置Ｐが中心聴取位置Ｐｃに近づいた場合や、逆にスピーカシステム１の正面付近からさらに外側に移動した場合についても、解析、実験を行った。

聴取位置Ｐから遠い方のスピーカシステム４による音圧ベクトルＶ２に対する、聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１による音圧ベクトルＶ１の必要な音圧減衰レベル差は、聴取位置Ｐが中心聴取位置Ｐｃに近づくほど小さくて良い。例えば聴取位置Ｐが図６における位置と中心聴取位置Ｐｃの中間にある場合の音圧レベル差は、解析計算の結果約４ｄＢで十分な効果が得られることが判った。

つまり上述したように、聴取位置Ｐが近い方のスピーカシステム１の正面方向付近にある場合には、必要な上記音圧レベル差は約７．５ｄＢであるので、その略半分のレベルで良いわけである。

聴取位置Ｐが中心聴取位置Ｐｃに近づくに従って、聴取位置Ｐに対する第１スピーカユニット２、５と第２スピーカユニット３、６の距離の差も略比例して小さくなる。したがって、中音域においては、距離差による音波の位相回転量が略比例して小さくなり、位相回転による到達音どうしの干渉作用も小さくなるが、一方、中央付近に音像定位させるために必要な音圧レベル差も略比例して小さくなる。

また高音域においても、聴取位置Ｐが中心聴取位置Ｐｃに近づくに従って、聴取位置Ｐに対する近い方の第２スピーカユニット２の音放射方向の傾きが略比例して小さくなり、音放射方向の傾きに起因する音圧レベル差は小さくなるが、一方、中央付近に音像定位させるために必要な音圧レベル差も略比例して小さくなる。

従って聴取位置Ｐが近い方のスピーカシステム１の正面方向付近にある場合に良好な中央音像定位の効果を得ることができるように構成しておけば、つまりその聴取位置で必要な上記音圧レベル差を確保できれば、聴取位置Ｐが各スピーカシステム１、４の間のどこに位置しても、良好な中央音像定位の効果を得ることができる。つまり中央音像定位が得られる聴取範囲を、両スピーカシステム１、４の間隔いっぱいまで拡大することができる。

ただし実際上は中央からの音像定位位置のズレが大きくなければ、実用的には十分な中央音像定位の効果が得られる。例えば画面と一緒に視聴をする映画鑑賞のような場合には、略中央に音像が定位しやすい傾向にある。従って、聴取位置Ｐが、近い方のスピーカシステム１の正面方向付近にある場合の上記音圧レベル差が理想の状態より小さくても、中央音像定位が得られる聴取範囲は狭くなるものの、実用的には十分な効果を得ることが可能である。

次に、聴取位置Ｐがスピーカシステム１の正面付近からさらに外側に移動した場合の解析計算結果について説明する。例えば聴取位置Ｐが近い方のスピーカシステム１の正面方向位置からＷ×１／２ほど左外側へ移動した場合、必要な上記音圧レベル差は約９．５ｄＢであった。

また、中心聴取位置Ｐｃと各スピーカシステム１，４が直角２等辺三角形の頂点付近に位置するような場合、つまり各スピーカシステム１、４から各聴取位置Ｐｃ、Ｐまでの奥行き方向距離ＤがＤ＝０．５Ｗの位置関係になる場合についても、同様に解析計算を行った。この場合は、聴取位置Ｐが近い方のスピーカシステム１の正面方向位置からＷ×１／２ほど左外側へ移動した時、必要な上記音圧レベル差は約１４ｄＢであった。

つまり聴取位置Ｐがスピーカシステム１の正面付近からさらに外側に移動した場合に必要な上記音圧レベル差は、聴取位置Ｐがスピーカシステム１の正面方向付近にある場合に必要な上記音圧レベル差と大差がないことが分かった。

従って上記音圧レベル差を、聴取位置Ｐがスピーカシステム１の正面方向付近にある場合に必要なレベルまたはそれよりも若干大きなレベルとすることにより、中央音像定位が得られる聴取範囲を各スピーカシステム１、４の外側にまで拡大することができる。

なお実際には先行音効果が働くので、中央音像定位を得るための音圧レベル差を、上述の値よりも若干大きくした方が良い結果が得られる。また逆に上記音圧レベル差が大きくなりすぎると、音像は中央付近を通り越して聴取位置から遠い方のスピーカシステムに寄った位置に定位する場合がある。このような場合には、中音域における第１スピーカユニット２、５の音圧レベルと、第２スピーカユニット３、６の音圧レベルとの間に、若干のレベル差を設ければよい。

次に、以上のような中央音像定位効果を得るために、スピーカユニットに印加する信号の周波数特性を調整すべき周波数範囲について説明する。本実施の形態のスピーカ装置では図５に示したように、約１ｋＨｚ以上の周波数帯域において、聴取位置Ｐから遠い方のスピーカシステム４による音圧ベクトルＶ２に対して、聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１による音圧ベクトルＶ１が大幅に小さくなる。このように構成することにより、特に歌声やセリフなど音声に対して中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の高い効果が得られる。この理由を以下に説明する。

人間の声の基本周波数は、男声の場合は８０Ｈｚ〜４００Ｈｚ程度、女声や子供の声の場合は１５０Ｈｚ〜９００Ｈｚ程度であり、どちらかと言えば低音域に近い。ところがこれとは別に、人間の声を特徴付けるホルマントと呼ばれる特有の周波数スペクトルが存在すること、そして特に母音のホルマントが重要であることが知られている。

ホルマントは周波数が低い方から、第１ホルマント、第２ホルマント、第３ホルマントと呼ばれている。言語の如何に関わらず、かつ男声、女声、子供の声を総合して、第１ホルマント周波数の範囲は３００Ｈｚ〜１ｋＨｚ程度である。そして第２ホルマント周波数の範囲は８００Ｈｚ〜３ｋＨｚ程度、第３ホルマント周波数の範囲は２．５ｋＨｚ〜４ｋＨｚ程度である。

声の基本周波数、第１ホルマント周波数、第２ホルマント周波数、第３ホルマント周波数のいずれの周波数帯域が、中央音像定位の効果に最も大きな影響を与えるかについて実験を行った。つまり、聴取位置Ｐから遠い方のスピーカシステム４から聴取位置Ｐに到達する音圧に対して、聴取位置Ｐに近い方のスピーカシステム１から到達する音圧を大幅に減衰させるという制御を、上記の各周波数範囲ごとに行いながら効果を確認した。

その結果、声の基本周波数である１５０Ｈｚ〜９００Ｈｚの周波数帯域だけについて上記制御を行った場合は、効果が非常に小さかった。そして第２ホルマントの周波数範囲を制御するのが効果が高く、第３ホルマント周波数、第１ホルマント周波数がこれに次いだ。さらに第２ホルマント周波数と第３ホルマント周波数の両方を制御すれば、非常に高い効果が得られることが見出せた。これは第２ホルマントと第３ホルマントの周波数範囲が、人間の耳の感度の高い周波数帯域であることも寄与しているためと考えられる。

なお上記の制御を行う周波数範囲を第２ホルマント周波数と第３ホルマント周波数の全帯域としなくても、つまり８００Ｈｚ〜４ｋＨｚの中の一部の周波数帯域としても実用的な効果が得られた。またその一部の周波数帯域の中では、２ｋＨｚ〜４ｋＨｚ付近の周波数帯域が特に効果的であった。そして前述の中音域を制御すれば、声の基本周波数である１５０Ｈｚ〜９００Ｈｚの周波数帯域を特に制御しなくても、十分な効果が得られることも分かった。従って、逆位相の音が同時に人間の耳に届くと違和感のある低い周波数帯域については、第１スピーカユニット２、５と第２スピーカユニット３、６の放射音の位相をずらす必要のないことが明らかになった。

一方、声の子音は高い周波数成分を多く含んでいるので、上記の制御を高音域でも行うことにより、母音と子音の両方に対して中央音像定位の高い効果が得られる。従って、人間の声の第２ホルマント周波数および第３ホルマント周波数の一部または全部を含む中音域および高音域において上記の制御を行うことにより、特に歌声やセリフなど音声に対して中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の高い効果を得ることができることが明らかになった。

（実施の形態の説明）
本発明の実施の形態における音響再生装置は、上述のスピーカ装置を構成する各スピーカシステムを、マルチチャンネル再生用のセンタースピーカおよびフロント用スピーカシステムとして同時に機能させるように構成したものである。

まず、図８を参照して、図１のスピーカシステム１、４と同様のスピーカシステム１１、１４を、図３のネットワーク回路と同様の信号処理を施した信号で駆動する場合に、スピーカシステム１１、１４を、センタースピーカおよびフロント用スピーカシステムとして機能させるための構成について説明する。

図８の構成において、左側のスピーカシステム１１には、第１スピーカユニット１２及び第２スピーカユニット１３が取り付けられている。右側のスピーカシステム１４には、第１スピーカユニット１５及び第２スピーカユニット１６が取り付けられている。第１スピーカユニット１２、１５と第２スピーカユニット１３、１６の配置関係は、図１のスピーカ装置と同様である。

ただし、この音響再生装置においては、第１スピーカユニット１２、１５は、例えば、口径６．５ｃｍのフルレンジ型ユニット、第２スピーカユニット１３、１６は、例えば、口径８ｃｍのフルレンジ型ユニットとする。

図８の信号処理部に示されるように、端子ＴＣに入力されるセンターチャンネル信号は、２つの経路に分割される。一方の経路に供給されるセンターチャンネル信号は、６ｄＢ／ｏｃｔ型のＨＰＦ（高域通過フィルタ）１７により中音域と高音域を通過させてから、インバータ１８で位相を反転させてセンターチャンネルアンプ（Ｃ）１９により増幅され、第１スピーカユニット１２、１５を駆動する。他方の経路に供給されるセンターチャンネル信号は、６ｄＢ／ｏｃｔ型のＬＰＦ（低域通過フィルタ）２０により高音域を減衰させてから、フロントチャンネルアンプ（Ｒ＋Ｃ）２１とフロントチャンネルアンプ（Ｌ＋Ｃ）２２により増幅され、第２スピーカユニット１３、１６を駆動する。

端子ＴＲ、ＴＬからそれぞれ入力されるフロントのＲチャンネル信号とＬチャンネル信号は、アンプ（Ｒ＋Ｃ）２１とアンプ（Ｌ＋Ｃ）２２に入力され、第２スピーカユニット１３、１６を駆動する。つまり第２スピーカユニット１３、１６には、センターチャンネルの高音域を減衰させた信号とフロントチャンネルの信号が重畳された信号が入力され、両信号を併せて再生するように構成される。

このように構成することにより、センターチャンネル信号については、第１スピーカユニット１２、１５と第２スピーカユニット１３、１６に印加される入力信号の特性は、上述の基本的概念で説明したスピーカ装置と同じになる。従ってセンターチャンネル信号に対して上述の作用、効果が発揮され、センターチャンネルの音声信号に対して、中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の高い効果を得ることができる。

それにより、合計４個という最少のスピーカユニット数で、センターチャンネルとフロントＬ・Ｒチャンネルを再生する音響再生装置を実現することができる。この構成によれば、センター用スピーカシステムがフロント用スピーカシステムと一体的に構成されているので、独立したセンター用スピーカシステムを設置する必要がない。しかも、センターチャンネルの音声信号に対して高い中央音像定位効果が得られ、なおかつローコストかつ小型のマルチチャンネル再生用音響再生装置を実現することができる。

但しこの構成では、内向きに構成されている第１スピーカユニット１２（１５）と、前方向きに構成されている第２スピーカユニット１３（１６）との間の水平間隔を十分に取れる場合は制御が容易であるが、そうでない場合には以下のような課題が発生する。

すなわち、例えば図９に示すように、スピーカ装置の設置性を考慮して、キャビネットを縦長にする場合がある。図９のスピーカシステム２３において、第１スピーカユニット２４は内側方向に音を放射し、第２スピーカユニット２５は正面方向付近に音を放射するように配置されている。また、第１スピーカユニット２４と第２スピーカユニット２５は、互いに上下の位置関係で配置されるように、キャビネット２３ａに取り付けられている。このように構成することにより、スピーカシステム２３を横幅方向に小型化することができる。

しかし、このようなスピーカ装置の場合、第１スピーカユニット２４と第２スピーカユニット２５の水平方向において近接する。したがって、図１に示された第１スピーカユニット２と第２スピーカユニット３の水平方向の間隔ｄ１に相当する間隔を、十分な大きさにすることは困難である。そのため、第１および第２スピーカユニット２４、２５から聴取位置Ｐに至る距離差を利用して音圧を調整することが困難になる。

その結果、中音域の位相が、内向きの第１スピーカユニット２４と前面向きの第２スピーカユニット２５とで反転（１８０゜近くずれる）して、ある周波数帯域で音圧が著しく低下して滑らかな総合周波数特性が得られなかったり、中心方向への音圧ベクトルを所望の周波数帯域で十分に得難くなる、という課題が発生する。

これを解決するため、本発明の実施の形態においては、図８の音響再生装置における信号処理部に代えて、図１０に示すような信号処理部３０を用いる。この信号処理部３０は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサー）により構成することが望ましい。ＤＳＰを用いることにより、入力信号の周波数特性をデジタル的に精度良く制御し、以下のような所望の周波数特性を容易に得ることができる。

図１０に示す音響再生装置の構成は、図９に示したスピーカシステム２３に適用する場合に特に有利であるが、図示の便宜上、図８と同様のスピーカシステム１１、１２を用いた場合の構成を示す。すなわち、左側のスピーカシステム１１には、第１スピーカユニット１２、第２スピーカユニット１３が取り付けられ、右側のスピーカシステム１４には、第１スピーカユニット１５、第２スピーカユニット１６が取り付けられている。第１スピーカユニット１２、１５と第２スピーカユニット１３、１６の配置関係は、図９のスピーカ装置と同様にすることができる。

信号処理部３０において、端子ＴＣに入力されるセンターチャンネル信号は、２つの経路に分割される。一方の経路に供給されるセンターチャンネル信号は、ＨＰＦブロック３１、第１ハイシェルフブロック３２、および位相反転ブロック３３で処理された後、アンプ（Ｃ）１９により増幅され、第１スピーカユニット１２、１５を駆動する。他方の経路に供給されるセンターチャンネル信号は、ローシェルフブロック３４、第２ハイシェルフブロック３５、ＬＰＦブロック３６、及びレベル調整ブロック３７で処理された後、アンプ（Ｒ＋Ｃ）１８とアンプ（Ｌ＋Ｃ）１９により増幅され、第２スピーカユニット１３、１６を駆動する。

端子ＴＲ、ＴＬからそれぞれ入力されるフロントのＲチャンネル信号とＬチャンネル信号は、アンプ（Ｒ＋Ｃ）２１とアンプ（Ｌ＋Ｃ）２２により増幅され、第２スピーカユニット１３、１６を駆動する。つまり第２スピーカユニット１３、１６には、センターチャンネル信号が信号処理部３０で処理された信号とフロントチャンネルの信号が重畳された信号が供給され、両信号を併せて再生する。

ＨＰＦブロック３１は低域周波数をカットする処理を行う。第１ハイシェルフブロック３２は、カットオフ周波数を中心としてそれ以上の高域の信号レベルを高くする階段特性を得る処理を行う。ローシェルフブロック３４は、カットオフ周波数を中心としてそれ以下の中低域の信号レベルを低くする階段特性を得る処理を行う。第２ハイシェルフブロック３５は、カットオフ周波数を中心としてそれ以上の高域の信号レベルを低くする階段特性を得る処理を行う。ＬＰＦブロック３６は高域周波数をカットする処理を行う。

第１スピーカユニット１２、１５、および第２スピーカユニット１３、１６に、６．５ｃｍ口径のコーン型を使用し、第１スピーカユニット１２（１５）と第２スピーカユニット１３（１６）の水平方向の間隔を２０ｍｍとして構成された音響再生装置の場合の、各ブロックの係数設定例を（表１）に示す。各フィルターなどの次数は２次を使用している。

この設定例では、信号レベル調整は行っていないが、使用するスピーカユニットによっては必要になる場合がある。この構成で得られるアンプ（Ｃ）１９に供給される信号（第１スピーカユニット１２、１５用）の周波数特性、およびアンプ（Ｒ＋Ｃ）１８、アンプ（Ｌ＋Ｃ）１９に供給されるミックス信号（第２スピーカユニット１３、１６用）の周波数特性を図１１に示す。第１スピーカユニット１２、１５用の信号のレベル周波数特性を破線Ａ１で、その位相周波数特性を破線ＰＨ１で示す。第２スピーカユニット１３、１６用の信号のレベル周波数特性を実線Ａ２で、その位相周波数特性を実線ＰＨ２で示す。

ローシェルフブロック３４は、第２スピーカユニット１３、１６への信号配分の内、中低域のレベルと位相を調整する作用があり、第１スピーカユニット１２、１５への信号との関係で、２ｋＨｚ以下の総合周波数特性の平坦化に大きな役割を果たすことができる。なお、ローシェルフブロック３４により第２スピーカユニット１３、１６のレベルを調整することにより、符号ａで示すように位相特性も変化する。そのため、第１スピーカユニット１２、１５に印加される信号のレベル及び位相との関係を、カットオフ周波数やＱの設定によって微調整することで、平坦な総合周波数特性を得ることが可能になる。

第１ハイシェルフブロック３１は、第１スピーカユニット１２、１５用の信号の高域のエネルギーを補正（高域ブースト）する作用がある。しかし、図１１に符号ｂで示されるように、位相特性も変化する。そのため、第２ハイシェルフブロック３５は、第１スピーカユニット１２、１５への信号の位相特性が変化する周波数域において、第２スピーカユニット１３、１６に加えられる信号の位相を、符号ｃで示されるように適切に制御する。それにより、上述のような２ｋＨｚ以下における平坦な総合周波数特性を得るための微調整が行われる。

以上の構成により、第１スピーカユニット１２と第２スピーカユニット１３の水平方向間隔を十分に確保することが困難な場合であっても、センターチャンネルの音声信号に対して高い中央音像定位効果を得ることができる。

なお本実施の形態においては、第１スピーカユニット１２、１５の音放射方向と聴取中心軸Ｘ１−Ｘ２との角度βを、１５°〜９０°の範囲で設定しても、上述のような効果を得ることが可能である。

この角度βを大きくすれば、スピーカシステム１１、１４の横幅方向の寸法を小さくすることができる。ただしこの場合は第１スピーカユニット１２、１５の指向性により高音域が不足しがちになるので、アンプなどで高音域をブーストするなどすればよい。

この角度βを小さくすれば、スピーカシステム１１、１４の前後方向の寸法を小さくすることができる。ただしこの場合は本発明の効果が得られる聴取位置がスピーカシステム１１、１４から離れた前後位置となるので、スピーカシステムに求められる寸法と所望の聴取範囲を勘案して角度βを決めればよい。

また第２スピーカユニット１３、１６の音放射方向は、第１スピーカユニット１２、１５よりも外側方向であればよく、完全に正面方向を向いている必要はない。また第２スピーカユニット１３、１６の音放射方向と第１スピーカユニット１２、１５の音放射方向との角度αを、１５°〜９０°の範囲で設定しても、上述のような効果を得ることが可能である。

本発明の実施の形態における音響再生装置において、スピーカユニットの配置は、図１２のようにすることもできる。図１２において、第１スピーカユニット１２、１５、第２スピーカユニット１３、１６、図１０に示したものと同じであり、ディスプレイ１７は、図６に示したものと同じである。この配置が図１０の場合と異なる点は、各スピーカシステム４１、４４の形状、つまりキャビネット４１ａ、４４ａの形状、各スピーカユニット１２、１３、１５、１６の配置関係である。

すなわち、第１スピーカユニット１２、１５は、第２スピーカユニット１３、１６よりも外側に配置されるとともに、内側方向に音を放射するように配置されている。そして第２スピーカユニット１３、１６は正面方向に音を放射するように配置されており、第１スピーカユニット１２、１５よりも外側方向に音を放射する。聴取中心軸Ｘ１−Ｘ２に対する第１スピーカユニット２、５の音放射方向の角度は、約４５゜である。

この配置の場合、第１スピーカユニット１２、１５を第２スピーカユニット１３、１６よりも外側に配置しているため、図１２に示すように、聴取位置Ｐから遠い方のスピーカシステム１４の第１スピーカユニット１５から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ１５は、第２スピーカユニット１６から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ１６よりも４ｃｍほど長くなる。

一方、聴取位置Ｐから近い方のスピーカシステム１１の第１スピーカユニット１２から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ１２は、第２スピーカユニット１３から聴取位置Ｐまでの距離Ｌ３よりも４ｃｍほど短い。

したがって、図６、図１０等に示した配置の場合とは逆に、中音域から高音域にかけて第１スピーカユニット１２、１５の放射音の位相を、第２スピーカユニット１３、１６の放射音の位相よりも９０°程度進める。

第１スピーカユニット１５の放射音の位相は、中音域において、第２スピーカユニット１６の放射音の位相よりも既に９０°程度進んでいるので、両者の聴取位置Ｐでの到達音の位相差は減少することになる。そのために、第１スピーカユニット１５からの到達音と第２スピーカユニット１６からの到達音の位相差は０°に近づき、両者の放射音は強め合う。それにより、上述の場合と同じ作用、効果が得られる。

また、第１スピーカユニット１２の放射音の位相は、中音域において、第２スピーカユニット１３の放射音の位相よりも既に９０°程度進んでいるので、両者の聴取位置Ｐでの到達音の位相差は増大することになる。そのために、第１スピーカユニット１５からの到達音と第２スピーカユニット１６からの到達音の位相差は１８０°に近づき、両者の放射音は弱め合う。

このように、図１２の構成の場合も、図６で説明したのと全く同じ作用、効果が得られる。さらにこの構成では、第１スピーカユニット１３、１６を第１スピーカユニット１２、１５よりも外側に配置したことにより、第１スピーカユニット１２、１５の放射音がディスプレイに遮られにくくなるので、各スピーカシステム１１、１４を後方に寄せて設置することができる。

本発明の音響再生装置は、歌声やセリフなど音声に対して中央音像定位が得られる聴取範囲拡大の効果が高く、マルチチャンネル再生用のセンタースピーカを左右のフロント用スピーカシステムと一体的に構成することが可能であり、一般の２チャンネルステレオ音響再生機器やマルチチャンネル音響再生機器ばかりでなく、テレビ用音響再生機器、車載用音響再生機器、パソコン内蔵音響再生機器、ポータブル音響再生機器など、電子機器全般の音響再生用に有用である。

本発明の基本構成におけるスピーカ装置の構成図 同基本構成におけるスピーカ装置の斜視図 同基本構成におけるスピーカ装置のネットワーク回路図 同基本構成におけるスピーカ装置の各スピーカユニットの周波数特性図 同基本構成におけるスピーカ装置の周波数特性図 同基本構成におけるスピーカ装置の中音域の作用を示す説明図 同基本構成におけるスピーカ装置の高音域の作用を示す説明図 同基本構成におけるスピーカ装置をマルチチャンネル再生用に適用した構成の音響再生装置のネットワーク回路図 本発明の実施の形態が適用されるスピーカ装置の構成の一例を示す斜視図 本発明の実施の形態における音響再生装置のネットワーク処理部の構成を示すブロック図 同実施の形態における音響再生装置の周波数特性図 同音響再生装置においてスピーカユニットを他の配置で用いた場合の構成図 従来例のスピーカ装置の作用を示す説明図 従来例のスピーカ装置の構成図

符号の説明

１、１１ 左側のスピーカシステム
１ａ キャビネット
２、５、１２、１５ 第１スピーカユニット
３、６、１３、１６ 第２スピーカユニット
４、１４ 右側のスピーカシステム
４ａ キャビネット
１７ ＨＰＦ
１８ インバータ
１９ センターチャンネルアンプ（Ｃ）
２０ ＬＰＦ
２１ フロントチャンネルアンプ（Ｒ＋Ｃ）
２２ フロントチャンネルアンプ（Ｌ＋Ｃ）
３１ ＨＰＦブロック
３２ 第１ハイシェルフブロック
３３ 位相反転ブロック
３４ ローシェルフブロック
３５ 第２ハイシェルフブロック
３６ ＬＰＦブロック
３７ レベル調整ブロック

Claims (6)

1. 第１スピーカユニット及び第２スピーカユニットを各々有する一対のスピーカシステムと、
   入力信号に対して所定の処理を施す信号処理部と、
   前記信号処理部の出力信号を増幅して前記スピーカシステムに印加する増幅器とを備え、
   前記一対のスピーカシステムを聴取中心軸に対して対称に設置したとき、前記各第１スピーカユニット及び前記各第２スピーカユニットは、前記聴取中心軸に対して互いに対称に配置される音響再生装置において、
   前記各スピーカシステムから前記聴取中心軸を見る方向を内側方向とした時、前記第１スピーカユニットは内側方向に音を放射し、前記第２スピーカユニットは前記スピーカシステムの正面方向または前記第１スピーカユニットよりも外側方向に音を放射するように配置され、
   前記信号処理部は、前記入力信号として供給されるマルチチャンネル信号のうちセンターチャンネル信号を処理して前記第１スピーカユニット用の信号として出力する第１処理部と、前記センターチャンネル信号を処理して前記第２スピーカユニット用の信号として出力する第２処理部とを備え、前記マルチチャンネル信号のうち各フロントチャンネル信号を、前記第２処理部の出力信号と各々重畳して前記第２スピーカユニット用の信号として供給するように構成され、
   前記第１処理部は、前記センターチャンネル信号の低域成分を減衰させる処理を行うＨＰＦ（高域通過フィルタ）ブロックと、高域成分を増大させる階段特性を得る処理を行う第１ハイシェルフブロックとを備え、
   前記第２処理部は、前記センターチャンネル信号の高域成分を減衰させる処理を行うＬＰＦ（低域通過フィルタ）ブロックと、それ以下の帯域の信号成分のうちの、低域の一部の信号成分を減衰させる階段特性を得る処理を行うローシェルフブロックと、高域の一部の信号成分を減衰させる階段特性を得る処理を行う第２ハイシェルフブロックとを備え、
   前記スピーカシステムの一方の正面方向の聴取位置に対して、近い方に位置する前記スピーカシステムの前記第１スピーカユニットから到達する前記センターチャンネル信号の再生音と、前記第２スピーカユニットから到達する前記センターチャンネル信号の再生音が、相互の位相差により中音域において互いに弱め合うように構成されたことを特徴とする音響再生装置。
2. 前記中音域を、１．５ｋＨｚを含む周波数範囲とした請求項１に記載の音響再生装置。
3. 前記中音域を、人間の声の第２ホルマント周波数および第３ホルマント周波数の一部または全部を含む周波数範囲とした請求項２に記載の音響再生装置。
4. 前記第１スピーカユニットを、前記聴取中心軸から見て前記第２スピーカユニットよりも内側に配置するとともに、前記中音域において、前記第１スピーカユニットの放射音の位相を前記第２スピーカユニットの放射音の位相よりも遅らせる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の音響再生装置。
5. 前記第１スピーカユニットを、前記聴取中心軸から見て前記第２スピーカユニットよりも外側に配置するとともに、前記中音域において、前記第１スピーカユニットの放射音の位相を前記第２スピーカユニットの放射音の位相よりも進める、請求項１〜３のいずれか１項に記載の音響再生装置。
6. 前記第１スピーカユニットと前記第２スピーカユニットが互いに上下となる位置関係に配置され、請求項１〜５のいずれか１項に記載の音響再生装置。

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