JP2013062773A - 音響再生装置およびこれを含む立体映像再生装置 - Google Patents

Abstract

【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、左スピーカーと、右スピーカーと、スピーカー取付面の延長面に開口部を規定する音道をその振動板前面側に有する中央手前スピーカーと、ＢＴＬ接続可能なステレオアンプ回路と、左信号または右信号の一方を反転させてステレオアンプ回路に入力する位相反転回路と、を有し、かつ左スピーカーおよび右スピーカーの一方が位相反転してステレオアンプ回路に接続され、中央手前スピーカーがステレオアンプ回路に位相反転してＢＴＬ接続され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

Description

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に関する。

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）。

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。

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。

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。

また従来には、ステレオスピーカーとは別にセンタースピーカーを設け、２つのアンプをＢＴＬ増幅させてセンタースピーカーを（Ｌ＋Ｒ）信号で駆動する出力回路がある（特許文献３、４、５）。「ＢＴＬ増幅を用いる３Ｄ方式」と言われるもので、ＢＴＬ接続可能なステレオアンプにおいて、一方のチャンネルに位相反転回路を入れ、一方又は他方の何れかのチャンネルのスピーカーを逆相接続し、ステレオパワーアンプのホット間にセンタースピーカーをＢＴＬ接続してＬ＋Ｒ成分を再生する、という回路である。

特開２００３−８７８８８号公報 （第１図〜第７図） 特開２００３−８７８９３号公報 （第１図〜第１２図） 実開昭６１−１３４２００号公報 （第１図〜第２図） 実開昭６２−１２９９００号公報 （第１図） 特開平６−３１１５９９号公報 （第１図〜第２図）

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を提供することにある。

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、スピーカー取付面の延長面に開口部を規定する音道をその振動板前面側に有し、かつ、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開口部が配置される中央手前スピーカーと、ＢＴＬ接続可能なステレオアンプ回路と、左信号または右信号の一方を反転させてステレオアンプ回路に入力する位相反転回路と、を有し、かつ左スピーカーおよび右スピーカーの一方が位相反転してステレオアンプ回路に接続され、中央手前スピーカーがステレオアンプ回路に位相反転してＢＴＬ接続されて単一指向放射特性を得る指向性制御部と、を備え、中央手前スピーカーの音道が、左スピーカーおよび右スピーカーと中央手前スピーカーとのスピーカー取付面の延長面上での離間距離にほぼ等しい音道長を有し、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。

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の開口部との離隔距離と短径方向長とが略一致するように、スピーカー取付面の延長面上で中央手前スピーカーと近接配置されている。

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および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。
請求項１から４のいずれかに記載の音響再生装置。

また、本発明の音響再生装置は、指向性制御部が、左スピーカーへの出力信号または右スピーカーへの出力信号に対する中央手前スピーカーへの出力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。

また、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。

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。

以下、本発明の作用について説明する。

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、スピーカー取付面の延長面に開口部を規定する音道を有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。

指向性制御部は、左信号および右信号を再生してＢＴＬ接続可能なステレオアンプ回路と、左信号または右信号の一方を反転させてステレオアンプ回路に入力する位相反転回路と、を有する。指向性制御部では、左スピーカーおよび右スピーカーの一方が位相反転してステレオアンプ回路に接続され、中央手前スピーカーがステレオアンプ回路に位相反転してＢＴＬ接続される。つまり、単一指向放射特性を得る指向性制御部は、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、ＢＴＬ接続により左信号および右信号を加算した和信号を中央手前スピーカーへ出力する。その結果、指向性制御部は、左スピーカーから左信号を音波に変換して再生するように出力し、右スピーカーから右信号を左信号と同相の音波で再生するように出力するとともに、左信号および右信号を加算した和信号を、中央手前スピーカーから逆位相の音波で再生するようにして出力する。

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、スピーカー取付面に取り付けられて、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、スピーカー取付面の延長面に開口部を規定する音道をその振動板前面側に有し、かつ、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開口部が配置されている。中央手前スピーカーの音道は、左スピーカーおよび右スピーカーと中央手前スピーカーとのスピーカー取付面の延長面上での離間距離にほぼ等しい音道長を有する。中央手前スピーカーの開口部は、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。つまり、中央手前スピーカーの振動板は、開口部から音道の奥まった位置に配置されているので、振動板前面側から再生される音波は、音道長を音波が伝達する時間だけ遅延して開口部から放射される。

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２本のスピーカーおよび２チャンネル分のＢＴＬ接続可能なアンプを要するだけになり、遅延回路が不要になる。すなわち、遅延回路を設けるに必要なデジタル回路が不要になり、アナログ回路だけでの設計が可能になるので、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。

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音道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。

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。

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。

また、音響再生装置は、指向性制御部が、左スピーカーへの出力信号または右スピーカーへの出力信号に対する中央手前スピーカーへの出力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中央手前スピーカーへの出力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、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。

本発明の音響再生装置は、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。

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） 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） 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） 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） 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） 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）

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。

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（一部断面図）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。

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、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つの出力端子Ｌｏｕｔ、ＲｏｕｔおよびＦｏｕｔと、を有する。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）を入力してそれぞれ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５と、左信号Ｌおよび右信号Ｒの一方（本実施例の場合には右信号Ｒ）を位相反転させる位相反転器６と、ＢＴＬ接続可能な２つのアンプ回路７Ｌおよびアンプ回路７Ｒと、を少なくとも含む。具体的には、指向性制御回路２は、ステレオ音声に対応したＢＴＬアンプ回路を内蔵するステレオアンプ装置、あるいは、アンプデバイス等により構成し得る。

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および右スピーカーＲｓｐと、スピーカー取付面３２の延長面に開口部３３を規定する音道３４をその振動板前面側に有し、かつ、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開口部３３の中央部分が配置されている中央手前スピーカーＦｓｐと、を備える。本実施例の左スピーカーＬｓｐ、および、右スピーカーＲｓｐ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。

また、中央手前スピーカーＦｓｐは、左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐと同じ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、開口部３３および音道３４を備える点で異なる他は共通する動電型スピーカーである。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。

中央手前スピーカーＦｓｐの音道３４は、左スピーカーＬｓｐおよび右スピーカーＲｓｐと中央手前スピーカーＦｓｐとのスピーカー取付面３２の延長面上での離間距離ｄにほぼ等しい音道長ｄを有する。中央手前スピーカーＦｓｐのコーン振動板は、開口部３３から音道３４の奥まった位置に配置されているので、振動板前面側から再生される音波は、音道長ｄを音波が伝達する時間だけ遅延して開口部３３から放射されることになる。中央手前スピーカーＦｓｐの開口部３３は、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。本実施例の場合には、音道３４は、開口部３３まで断面積が変化しない音道であるが、他の場合に音道３４は、コーン振動板から開口部３３に至るにつれてホーン状に断面積が拡大するものであってもよい。

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。

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、開口部３３が配置されて、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。

指向性制御回路２は、アナログ音声信号である左信号Ｌおよび右信号Ｒを増幅して出力する。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５に入力される。左信号Ｌが入力された補償フィルタ５の出力は、ＢＴＬ接続可能なアンプ回路７Ｌに入力される。一方、右信号Ｒが入力された補償フィルタ５の出力は、位相反転器６を経てＢＴＬ接続可能なアンプ回路７Ｒに入力される。ＢＴＬ接続可能なアンプ回路７Ｌおよび７Ｒは、ほぼ同一の出力特性を有している。

加えて、指向性制御回路２の出力端子Ｌｏｕｔの正極端子（＋）にはアンプ回路７Ｌの正極出力（＋）が接続され、出力端子Ｌｏｕｔの負極端子（−）にはアンプ回路７Ｌの負極出力（−）が接続される。指向性制御回路２の出力端子Ｒｏｕｔの正極端子（＋）にはアンプ回路７Ｒの負極出力（−）が接続され、出力端子Ｒｏｕｔの負極端子（−）にはアンプ回路７Ｒの正極出力（＋）が接続される。さらに、指向性制御回路２の出力端子Ｆｏｕｔの正極端子（＋）にはアンプ回路７Ｌの正極出力（＋）とアンプ回路７Ｒの正極出力（＋）とがＢＴＬ接続され、出力端子Ｆｏｕｔの負極端子（−）にはアンプ回路７Ｌの負極出力（−）とアンプ回路７Ｒの負極出力（−）とがＢＴＬ接続される。

したがって、指向性制御回路２の出力端子Ｌｏｕｔには、左信号Ｌが増幅されて出力され、入力信号に対して正相の出力になる。また、指向性制御回路２の出力端子Ｒｏｕｔには、右信号Ｒが増幅されて出力される。増幅されて出力される右信号Ｒは、位相反転器６およびアンプ回路７Ｒによりそれぞれ位相反転されるので、入力信号に対して正相の出力になり、左信号Ｌとの相対的な関係でも同位相になる。一方で、指向性制御回路２の出力端子Ｆｏｕｔには、左信号Ｌおよび右信号Ｒの和信号（Ｌ＋Ｒ）がＢＴＬ増幅されて出力される。増幅されて出力される和信号（Ｌ＋Ｒ）は、右信号Ｒが位相反転器６およびアンプ回路７Ｒによりそれぞれ位相反転されるので、左信号Ｌとの相対的な関係でも同位相になるからである。したがって、出力端子Ｆｏｕｔからは、入力信号に対して正相の和信号（Ｌ＋Ｒ）出力が得られる。

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を加算して低周波領域のレベルを相対的に増大させた和信号（Ｌ＋Ｒ）を出力端子Ｆｏｕｔへ出力する。なお、出力端子Ｆｏｕｔには、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、（図示しない）アッテネータをさらに備えても良い。

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に正相で接続する。つまり、出力端子Ｌｏｕｔの正極端子（＋）と左スピーカーＬｓｐの正極端子（＋）とを接続し、出力端子Ｌｏｕｔの負極端子（−）と左スピーカーＬｓｐの負極端子（−）とを接続する。また、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に正相で接続する。つまり、出力端子Ｒｏｕｔの正極端子（＋）と右スピーカーＲｓｐの正極端子（＋）とを接続し、出力端子Ｒｏｕｔの負極端子（−）と右スピーカーＲｓｐの負極端子（−）とを接続する。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に逆相で接続する。つまり、出力端子Ｆｏｕｔの正極端子（＋）と中央手前スピーカーＦｓｐの負極端子（−）とを接続し、出力端子Ｆｏｕｔの負極端子（−）と中央手前スピーカーＦｓｐの正極端子（＋）とを接続する。中央手前スピーカーＦｓｐからは、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。ただし、中央手前スピーカーＦｓｐは、上述の通りに、振動板前面側に開口部３３へ至る音道長ｄを有する音道３４を備えている。したがって、中央手前スピーカーＦｓｐの開口部３３からは、音道長ｄの音道３４を音波が伝達する時間だけ遅延して、左スピーカーＬｓｐまたは右スピーカーＲｓｐから音響放射される音波とは逆位相で和信号（Ｌ＋Ｒ）が音響放射されることになる。

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。

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。

また、本実施例の指向性制御回路２の補償フィルタ５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５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５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。

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２チャンネル分のＢＴＬアンプを要するだけになり、ＤＳＰないしＤ／Ａ変換器と言ったデジタル回路も不要になり、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簡易に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。

なお、本実施例の音響再生装置１では、指向性制御回路２に位相反転器６を設けてさらにアンプ回路７Ｌで位相反転しているが、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。
（比較例１）

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。

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。

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。

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および右スピーカーＲｓｐ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音道３４の開口部３３の中央部分が配置されて、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。

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。

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、音道３４の音道長も短くできて、高い周波数まで単一指向性制御が可能になる。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。

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。

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。

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。

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。

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左信号Ｌおよび右信号Ｒに共通するモノラル成分として（図示しない）加算回路により加えて良い。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。

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。

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 補償フィルタ
６ 位相反転器
７Ｌ、７Ｒ ＢＴＬアンプ回路
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

Claims (6)

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の延長面に開口部を規定する音道をその振動板前面側に有し、かつ、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該開口部が配置される中央手前スピーカーと、
   ＢＴＬ接続可能なステレオアンプ回路と、該左信号または該右信号の一方を反転させて該ステレオアンプ回路に入力する位相反転回路と、を有し、かつ該左スピーカーおよび該右スピーカーの一方が位相反転して該ステレオアンプ回路に接続され、該中央手前スピーカーが該ステレオアンプ回路に位相反転してＢＴＬ接続されて単一指向放射特性を得る指向性制御部と、を備え、
   該中央手前スピーカーの該音道が、該左スピーカーおよび該右スピーカーと該中央手前スピーカーとの該スピーカー取付面の延長面上での離間距離にほぼ等しい音道長を有し、
   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。
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の前記開口部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、前記スピーカー取付面の延長面上で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。
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および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。
4. 前記指向性制御部は、前記左スピーカーへの出力信号または前記右スピーカーへの出力信号に対する前記中央手前スピーカーへの出力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。
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。
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。