JP4036140B2 - 音出力システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音を表す信号（以下「オーディオ信号」という）に応じて音を出力する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ信号に応じた音を出力するシステムとして各種の構成が従来から提案されている（特許文献１）。例えば、図９に示す音出力システムは信号処理装置９１とスピーカ装置９２とからなる。このうち信号処理装置９１は、例えばオーディオ信号に含まれる各周波数成分ごとの音圧レベルを増減させるイコライザや、オーディオ信号を増幅させるパワーアンプなど、オーディオ信号の特性を調整するための手段を含んでいる。一方、スピーカ装置９２は、ツィータ（tweeter）、スコーカ（squawker）およびウーファ（woofer）と呼ばれる３つのスピーカユニット９２１を備えている。信号処理装置９１から出力されたオーディオ信号は、ネットワーク９２２によってそれぞれ帯域の異なる３つの周波数成分に分割され、それぞれ３つのスピーカユニット９２１に供給される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１３０６８９号公報（段落００２１および第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スピーカ装置９２から発せられて受聴者に聴取される音は、スピーカ装置９２から直接的に（すなわちリスニングルームの壁面における反射を経ることなく）受聴者に至る音（以下「直接音」という）と、スピーカ装置９２から発せられて壁面における反射などを経た後に受聴者に至る音（以下「間接音」という）とに大別される。そして、図９に示した従来の構成のもとでは、オーディオ信号に対して一括して信号処理装置９１による特性の調整がなされるため、直接音と間接音とが併せて調整されることとなる。しかしながら、この構成のもとでは、スピーカ装置９２から出力される音の特性を必ずしも適切に調整することができないという問題があった。この問題点について具体例を挙げて説明すれば以下の通りである。
【０００５】
図１０（ａ）は、図９に示したスピーカ装置９２から出力されて受聴者に聴取される音の周波数特性を示すグラフである。この図においては、直接音の周波数特性（以下「軸上特性」という）SPL1と、直接音および間接音を総和したときの周波数特性（以下「定常態伝送特性」という）SPL0とが示されている（以下に示すグラフにおいても同様である）。一般に、直接音は受聴者が知覚する音色や音像に重大な影響を及ぼすため、この直接音の特性たる軸上特性SPL1は、図１０（ａ）に示すように広い周波数帯域にわたってほぼ均一であることが望ましい。このとき、定常態伝送特性SPL0に着目すると、各スピーカユニット９２１に割り当てられる周波数帯域の境界に相当するクロスオーバ周波数の近傍において音圧レベルが他の帯域よりも低い部分（以下「ディップ」という）Ｄが現れる場合がある。ここで、オーディオ信号のうちディップＤに相当する周波数成分を信号処理装置９１のイコライザなどを用いて増加させれば、図１０（ｂ）に示すように定常態伝送特性SPL0をほぼ均一にすることも可能である。しかしながら、このような調整を行なった場合には軸上特性SPL1にも影響が及ぶこととなる。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1のうちクロスオーバ周波数の近傍に他の帯域よりも音圧レベルが高い部分（以下「ピーク」という）Ｐが現れる。このような特性を有する直接音は、受聴者にとって耳障りなものとなるのである。
【０００６】
一方、図１１（ａ）は、スピーカ装置９２から受聴者までの距離が大きい場合の軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0を表すグラフである。この図においても、図１０（ａ）と同様に、広い周波数帯域にわたって軸上特性SPL1がほぼ均一となるようにオーディオ信号の調整がなされている場合を想定している。ここで、スピーカ装置９２から受聴者までの距離が大きい場合には、特に間接音の高周波成分が受聴者に到達しにくくなる。このため、図１１（ａ）に示すように、定常態伝送特性SPL0に着目すると周波数の高い帯域ほど音圧レベルが低くなる。一方、この音圧レベルの不均一を解消するためにオーディオ信号のうち周波数が高い成分の音圧レベルを信号処理装置９１のイコライザによって増加させると、図１１（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1において高周波成分の音圧レベルが他の帯域と比較して大きくなる。このように音圧レベルが不均一である直接音は、図１０（ｂ）に示した場合と同様に受聴者にとって耳障りなものとなる。
【０００７】
以上に例示したように、従来の技術のもとでは直接音と間接音とが相互に連動するように調整されるため、軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0の双方を所望の特性に調整することができないという問題が生じ得るのである。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、受聴者によって聴取される音の特性をより適切に調整することができる音出力システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、供給されたオーディオ信号をそれぞれ帯域が異なる複数の周波数成分として出力する分割手段と、前記分割手段から出力された複数の周波数成分のオーディオ信号をそれぞれ放音する複数のスピーカユニットとを備える第１の放音手段と、供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する手段であって前記第１の放音手段の音軸とは異なる方向の音軸を有する第２の放音手段と、入力端に入力されたオーディオ信号を前記第１の放音手段に供給する第１の信号処理手段と、前記入力端に入力されたオーディオ信号の特性を調整する調整手段を備え、この調整手段による調整後のオーディオ信号を前記第２の放音手段に供給する第２の信号処理手段とを具備し、前記調整手段による調整は、前記入力端に入力されたオーディオ信号の遅延時間を調整するとともに、前記第１の放音手段を構成する複数のスピーカユニットの各々が放音するオーディオ信号の周波数成分の境界を示すクロスオーバ周波数近傍におけるオーディオ信号が示す音圧レベルの調整であり、前記音圧レベルの調整は、前記第１の放音手段の放音により生じる定常態伝送特性におけるクロスオーバ周波数近傍のディップを、前記第２の放音手段の放音によって解消する調整範囲を持ち、前記第１の放音手段は音軸が受聴者に向くように配置され、前記第２の放音手段は、各々の音軸が略水平方向または略鉛直方向を向く複数のスピーカユニットと、前記複数のスピーカユニットの各々に供給されるオーディオ信号が示す音圧レベルを調整するボリュームとを備えることを特徴とする音出力システムを提供する。
【００１０】
換言すれば、本発明は、供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する第１の放音手段と、供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する手段であって前記第１の放音手段の音軸とは異なる方向の音軸を有する第２の放音手段と、入力端に入力されたオーディオ信号を前記第１および第２の放音手段に供給する信号処理手段であって、前記第２の放音手段に供給されるオーディオ信号の特性を前記第１の放音手段に供給されるオーディオ信号とは独立に調整する調整手段を備える信号処理手段とを具備することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、第２の放音手段の音軸が第１の放音手段の音軸とは異なる方向を向いた構成のもとで、第２の放音手段から発せられる音の特性が第１の放音手段から発せられる音の特性とは独立に調整されるようになっている。したがって、例えば第１の放音手段から発せられた音を直接音として受聴者に聴取させる一方、第２の放音手段から発せられた音を間接音として受聴者に聴取させる構成のもとで、直接音の特性に影響を与えることなく間接音の特性を調整することができる。より具体的には、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、任意にパワーレスポンスを調整することができる。このパワーレスポンスは、第１および第２の放音手段による発音に伴なって音出力システムの全方向に放出されるエネルギを総和したときの周波数特性である。定常態伝送特性SPL0はパワーレスポンスに応じて変化するから、本発明によれば、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、定常態伝送特性SPL0を調整することができると言える。
【００１２】
なお、本明細書における「音軸」とは、スピーカの正面方向に延在する軸を意味する。具体例を挙げれば、放音手段としてコーン型のスピーカユニットを用いた場合にはコーン（略円錐体）の中心軸が音軸に相当し、ホーン型のスピーカユニットを用いた場合にはホーンの中心軸が音軸に相当し、ドーム型のスピーカユニットを用いた場合にはドームの中心軸が音軸に相当するといった具合である。換言すれば、磁界中に配置された導電体の振動によって音を発する構成のスピーカユニットにあっては、略円筒状をなすボイスコイルの中心軸が音軸に相当すると言うこともできる。
【００１３】
なお、調整手段は、利用者（例えば受聴者）によって与えられた指示に応じてオーディオ信号の特性を調整する構成としてもよいし、予め定められたアルゴリズムに基づいて自動的にオーディオ信号の特性を調整する構成としてもよい。このうち後者に係る構成においては、受聴者が聴取する直接音および間接音について双方の音圧レベルが広い周波数帯域にわたって均一となるようにオーディオ信号の特性を調整することが考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜Ａ：音出力システムの構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、このシステムは、信号処理装置１とスピーカ装置５とを有する。このうち信号処理装置１は、上位装置（図示略）から供給されるオーディオ信号をスピーカ装置５に供給するための手段である。この上位装置としては、例えば、光ディスクや磁気ディスクといった各種の記録媒体から読み出したデータに基づいてオーディオ信号を出力する光ディスク再生装置や、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）規格に準拠したデータに基づいてオーディオ信号を生成して出力する音源装置、あるいは周囲の音を収音してオーディオ信号を出力する手段たるマイクロホンなどが採用され得る。一方、スピーカ装置５は、信号処理装置１から供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する手段であり、リスニングルーム２００の床面に配置される。このリスニングルームに居る受聴者Ｒは、スピーカ装置５から出力された音を聴取する。
【００１６】
このスピーカ装置５は、メインスピーカユニット（第１の放音手段）６と、サブスピーカユニット（第２の放音手段）７と、これらのスピーカユニットを収容するキャビネット（筐体）５１とを有する。メインスピーカユニット６およびサブスピーカユニット７としては、従来から知られているコーン型スピーカやホーン型スピーカ、ドーム型スピーカといった各種の構成のスピーカユニットを採用することができる。要するに、オーディオ信号に応じた音を出力し得る手段であればその構成の如何は不問である。
【００１７】
ここで、図２は、音軸の方向に特に着目してスピーカ装置５の構成を示す図である。このうち図２（ａ）はスピーカ装置５を側面からみた図であり、図２（ｂ）はスピーカ装置５を上面からみた図である。同図に示すように、メインスピーカユニット６は、その音軸６ａが受聴者Ｒに向くように（すなわち音軸６ａ上に受聴者Ｒが位置するように）キャビネット５１に配置されている。したがって、メインスピーカユニット６から発せられた音の少なくとも一部は、図１に示すように、リスニングルーム２００の壁面において反射することなく直接音として受聴者Ｒに聴取されることとなる。一方、サブスピーカユニット７は、その音軸７ａがメインスピーカユニット６の音軸６ａとは異なる方向を向くようにキャビネット５１に配置されている。より具体的には、サブスピーカユニット７の音軸７ａは、図２（ｂ）に示すようにスピーカ装置５を鉛直方向の上方からみたみたときにメインスピーカユニット６の音軸６ａとは反対側を向き、なおかつ図２（ａ）に示すようにスピーカ装置５を水平方向からみたときにメインスピーカユニット６の音軸６ａよりも上方を向くようになされている。したがって、サブスピーカユニット７から発せられた音は、図１に示すように、リスニングルームの壁面において１回または複数回にわたって反射した後に間接音として受聴者Ｒに聴取されることとなる。換言すれば、サブスピーカユニット７から出力された音が間接音として受聴者Ｒに聴取されるように、サブスピーカユニット７の音軸７ａの方向が定められていると言うこともできる。
【００１８】
一方、図１に示した信号処理装置１は、メインスピーカ用ユニット２とサブスピーカ用ユニット３とを有する。このうちメインスピーカ用ユニット２は上位装置から入力端１１に入力されたオーディオ信号をメインスピーカユニット６に供給するための手段であり、入力端１１からメインスピーカユニット６に至る伝送ライン２１を有する。これに対し、サブスピーカ用ユニット３は入力端１１に入力されたオーディオ信号をサブスピーカユニット７に供給するための手段であり、メインスピーカユニット６の伝送ライン２１から分岐してサブスピーカユニット７に至る伝送ライン３１を有する。
【００１９】
サブスピーカ用ユニット３は、サブスピーカユニット７に供給されるべきオーディオ信号の特性を調整するための調整手段３２を有する。この調整手段３２は、オーディオ信号の音圧レベルを調整するためのボリューム３２１と、オーディオ信号のうち特定の周波数帯域に属する成分ごとに音圧レベルを調整するためのイコライザ３２２と、オーディオ信号を増幅してサブスピーカユニット７に出力するパワーアンプ３２３とを有する。一方、メインスピーカ用ユニット２も同様に、メインスピーカユニット６に供給されるべきオーディオ信号の特性を調整するための調整手段２２として、ボリューム２２１とイコライザ２２２とパワーアンプ２２３とを備えている。
【００２０】
また、信号処理装置１は、摘みやボタンといった各種の操作子を含む入力装置（図示略）を備えている。調整手段２２および３２によってオーディオ信号に施される調整の内容は、利用者が入力装置に対して行なった操作の内容に応じて決定される。
【００２１】
この構成のもと、入力端１１から入力されて伝送ライン２１に至ったオーディオ信号は、調整手段２２によって特性が調整された後にメインスピーカユニット６から音として出力される。このメインスピーカユニット６から出力された音は、受聴者Ｒによって直接音として聴取される。一方、入力端１１から入力されたオーディオ信号は、伝送ライン２１から分岐した伝送ライン３１を介して調整手段３２に至り、この調整手段による調整の後にサブスピーカユニット７から音として出力される。このサブスピーカユニット７から出力された音は、受聴者Ｒによって間接音として聴取される。
【００２２】
このように、本実施形態においては、間接音を出力するサブスピーカユニット７に供給されるオーディオ信号の特性が、メインスピーカユニット６に供給されるオーディオ信号とは独立して調整されるようになっている。したがって、メインスピーカユニット６から受聴者Ｒに至る直接音の特性に影響を与えることなく、サブスピーカユニット７から受聴者Ｒに至る間接音の特性を調整することができる。換言すれば、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、任意にパワーレスポンスを調整することができるのである。このパワーレスポンスは、スピーカ装置５による発音に伴なって当該スピーカ装置５の全方向に放出されるエネルギを総和したときの周波数特性である。直接音と間接音とを総和したときの周波数特性である定常態伝送特性SPL0は、このパワーレスポンスの影響を受ける。したがって、本実施形態によれば、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、定常態伝送特性SPL0を広い周波数帯域にわたって均一に調整することができる。この効果について詳述すると以下の通りである。
【００２３】
例えば、スピーカ装置５から出力されて受聴者Ｒに聴取される音の軸上特性SPL1と定常態伝送特性SPL0とが図３（ａ）に示した状態にある場合（例えば、狭い音響空間においてスピーカ装置５と受聴者Ｒとの距離が小さい場合）を想定する。すなわち、軸上特性SPL1は広い周波数帯域にわたって均一であるのに対し、定常態伝送特性SPL0については特定の帯域Ｂ1およびＢ2にディップＤが現れている場合である。この場合、サブスピーカ用ユニット３のイコライザ３２２によって、サブスピーカユニット７に供給されるべきオーディオ信号のうち帯域Ｂ1およびＢ2に属する周波数成分の音圧レベルを適宜に上昇させれば、図３（ｂ）に示すように広い周波数帯域にわたってほぼ均一な定常態伝送特性SPL0が得られる。このとき、メインスピーカユニット６から出力される直接音には何らの影響もないから、図３（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0の双方が広い周波数帯域にわたって均一となる。
【００２４】
ここで、ロックやポップスといったリズミカルな楽曲が再生される場合には、特に直接音が、受聴者Ｒによって知覚される音の印象を決定づける重要な要素となる。これに対し、オルガンによって演奏された楽曲やクラシック楽曲などが再生される場合には、特に間接音が、受聴者Ｒによって知覚される音の印象を決定づける重要な要素となる。本実施形態によれば、直接音に関わる軸上特性SPL1および間接音に関わる定常態伝送特性SPL0の双方を広い周波数帯域にわたって均一とすることができるから、リズミカルな楽曲やクラシック楽曲といった曲調の異なる楽曲が再生されたとしても、受聴者Ｒが知覚する音色のバランスが異なるという問題は生じない。また、それぞれ異なる周波数帯域が割り当てられた複数のスピーカユニットから出力される音同士のつながりを改善することにより（すなわちクロスオーバ周波数の近傍におけるディップＤを解消することにより）、臨場感のある自然な音をハイファイ再生することができる。
【００２５】
また、図４（ａ）は、スピーカ装置５と受聴者Ｒとの距離が大きいとき（例えば教会や講堂などの広い音響空間）の軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0を示す図である。同図に示すように、軸上特性SPL1については広い周波数帯域にわたって均一であるのに対し、定常態伝送特性SPL0については周波数の高い領域ほど音圧レベルが低下している。間接音は、受聴者Ｒに到達するまでの長い経路において、空気による吸収などに伴なって特に高域成分が減衰しやすいからである。このような場合には、サブスピーカ用ユニット３のイコライザ３２２によって、サブスピーカユニット７に供給されるべきオーディオ信号のうち帯域Ｂ3に属する周波数成分の音圧レベルを適宜に上昇させれば、図４（ｂ）に示すように広い周波数帯域にわたってほぼ均一な定常態伝送特性SPL0が得られる。一方、このように定常態伝送特性SPL0を調整したとしても、メインスピーカユニット６から出力される直接音の特性には何らの影響も与えられないから、図４（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1についても広い周波数帯域にわたる均一な特性が維持される。
【００２６】
ここで、広い音響空間などにおいてスピーカ装置５と受聴者Ｒとの距離が大きい場合には、スピーカ装置５から発せられて最初に受聴者Ｒに到達する音の波面（第１波面）の特性、すなわち直接音の特性が、受聴者Ｒの知覚する音の印象を決定づける重要な要素となる。広い音響空間においては、狭い音響空間と比較して、直接音が受聴者Ｒに到達してから間接音が受聴者Ｒに到達するまでに長い時間を要するからである。したがって、このような広い音響空間のもとで、図１１（ｂ）に示したように定常態伝送特性SPL0の調整に伴なって軸上特性SPL1の均一性が損なわれると、利用者はスピーカ装置５から発せられた音に対して特に不自然な印象を受ける。これに対し、本実施形態によれば、定常態伝送特性SPL0が軸上特性SPL1とは独立して調整されるから、定常態伝送特性SPL0を均一に調整することによって残響感の豊かな音が得られる一方、この調整に伴なって受聴者Ｒによる音の印象が変えられることはない。換言すると、本実施形態に係るスピーカ装置５を広い音響空間に設置した場合には、スピーカ装置５から発せられた音が時間領域において聴感に与える影響を改善することができるのである。
【００２７】
また、本実施形態においては、メインスピーカ用ユニット２のボリューム２２１とサブスピーカ用ユニット３のボリューム３２１とを独立に調整することによって、メインスピーカユニット６から受聴者Ｒに至る直接音とサブスピーカユニット７から受聴者Ｒに至る間接音との音圧レベルのバランスを任意に変化させることができる。したがって、本実施形態によれば、受聴者Ｒによって知覚される音の残響感を適宜に変更することができる。例えば、サブスピーカ用ユニット３のボリューム３２１を調整すれば、サブスピーカユニット７から壁面における反射を経て受聴者Ｒに至る間接音（すなわち残響音）の音圧レベルが増大するから、受聴者Ｒによって知覚される残響感を大きくすることができる。逆に、残響感を小さくするためには、サブスピーカ用ユニット３のボリューム３２１を調整することによって、サブスピーカユニット７から受聴者Ｒに至る間接音の音圧レベルを下げればよい。一般的に、受聴者Ｒによって残響音として聴取される間接音の特性は、リスニングルーム２００における壁面の吸音特性やリスニングルームの容積、あるいはスピーカ装置５から受聴者Ｒまでの距離といった各種の条件に影響を受けるが、本実施形態においては直接音と間接音とのバランスを任意に調整することによって、この条件を適宜に補正することができるのである。
【００２８】
＜Ｂ：変形例＞
以上に説明した実施形態はあくまでも例示である。したがって、この形態に対しては本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の変形を加えることができる。具体的には、以下のような変形例が考えられる。
【００２９】
＜Ｂ−１：変形例１＞
上記実施形態に示した調整手段２２および３２、あるいはメインスピーカユニット６およびサブスピーカユニット７の構成を以下のように変更してもよい。
【００３０】
（１）第１の態様
上記実施形態においては、メインスピーカユニット６にオーディオ信号を供給するためのメインスピーカ用ユニット２にボリューム２２１とイコライザ２２２とを含ませる構成を例示した。この構成によれば、軸上特性SPL1にディップやピークが現れている場合であっても、ボリューム２２１またはイコライザ２２２を適宜に動作させることによって、広い周波数帯域にわたって軸上特性SPL1が均一となるように調整することができる。しかしながら、広い周波数帯域にわたって軸上特性SPL1が平坦になるようにメインスピーカユニット６の構成自体が予め設計されている場合には、図５に示すように、図１に示したボリューム２２１とイコライザ２２２とを省略することもできる。
【００３１】
（２）第２の態様
上記実施形態においては、信号処理装置１にイコライザ２２２および３２２を含ませる構成を例示したが、直接音と間接音との音圧レベルのバランスのみを調整するのであれば、図６に示すようにイコライザ２２２および３２２を省略してもよい。なお、図６に示す構成においては、サブスピーカユニット７の前段にパッシブネットワーク７５が設けられている。このパッシブネットワーク７５は、オーディオ信号のうち特定の周波数帯域に属する成分のみを選択的に出力するフィルタとして機能するものである。この構成によれば、イコライザ３２２を省略した構成であっても、間接音のうちパッシブネットワーク７５の通過帯域に属する成分の音圧レベルを増加させることができるから、定常態伝送特性SPL0を補正することができる。
【００３２】
（３）第３の態様
上記実施形態においては、音軸を受聴者Ｒに向けたスピーカユニット（メインスピーカユニット６）をひとつとした場合を例示したが、これを複数としてもよい。すなわち、図７に示すように、図１に示したメインスピーカユニット６に代えて、パッシブネットワーク６５と第１のメインスピーカユニット６１と第２のメインスピーカユニット６２とを設けてもよい。このうちパッシブネットワーク６５は、メインスピーカ用ユニット２から供給されたオーディオ信号をそれぞれ帯域が異なる２つの周波数成分に分割する手段である。これら２つの周波数成分のうち低周波数側のオーディオ信号は第１のメインスピーカユニット６１に供給される一方、高周波数側のオーディオ信号は第２のメインスピーカユニット６２に供給される。この構成によれば、第１のメインスピーカユニット６１をウーファとして機能させ、第２のメインスピーカユニット６２をツィータとして機能させることができる。なお、ここではメインスピーカユニットの数を２つとした場合を例示したが３つ以上としてもよいことはもちろんである。この場合、パッシブネットワーク６５は、オーディオ信号を、メインスピーカユニットと同数かそれよりも少ない数の周波数成分に分割することとなる。
【００３３】
（４）第４の態様
オーディオ信号を遅延させる手段をサブスピーカ用ユニット３の調整手段３２に含ませてもよい。図８は、本態様に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。なお、図８においては、図７に示した構成と同様に、２つのメインスピーカユニット６１および６２とパッシブネットワーク６５とが設けられた場合を想定している。
【００３４】
図８（ａ）に示すように、本態様においては、サブスピーカ用ユニット３の調整手段３２のうちイコライザ３２２とパワーアンプ３２３との間に遅延手段３２５が設けられている。この遅延手段３２５は、イコライザ３２２から出力されたオーディオ信号を遅延させてパワーアンプ３２３に出力する手段である。具体的には、ＦＩＲフィルタやその他の遅延素子を遅延手段３２５として採用することができる。この遅延手段３２５による遅延時間は、利用者が入力装置を操作することによって適宜に変更することができる。
【００３５】
一方、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示したスピーカ装置５を正面からみたときの図である。図８（ａ）および（ｂ）に示すように、本態様においては、図１に示したサブスピーカユニット７に代えて、第１のサブスピーカユニット７１、第２のサブスピーカユニット７２および第３のサブスピーカユニット７３という３つのスピーカユニットが設けられている。このうち第１のサブスピーカユニット７１は、その音軸７ａが鉛直方向上向きとなるように配置されている。また、図８（ｂ）に示すように、第２のサブスピーカユニット７２は、スピーカ装置５を正面からみたときに音軸７ａが水平方向右向きとなるように配置されている。一方、第３のサブスピーカユニット７は、スピーカ装置５を正面から見たときに音軸７ａが水平方向左向きとなるように配置されている。すなわち、略直方体状のキャビネット５１の各面が略直方体の空間であるリスニングルーム２００の各壁面と平行になるようにスピーカ装置５が配置されたときに、第１ないし第３のサブスピーカユニット７１〜７３の音軸７ａがリスニングルーム２００の各壁面と垂直をなすように、各サブスピーカユニット７１〜７３の方向が定められているのである。一方、サブスピーカ用ユニット３のパワーアンプ３２３からオーディオ信号が出力される伝送ライン３３は３つに分岐しており、その３つの伝送ライン３３１は第１ないし第３のサブスピーカユニット７１〜７３にそれぞれ接続されている。さらに、図１に示したボリューム３２１に代えて、分岐後の３本の伝送ライン３３１の各々にボリューム３２６が設けられており、各サブスピーカユニット７１〜７３に供給されるオーディオ信号の音圧レベルが個別に調整されるようになっている。なお、サブスピーカユニットの数は３つに限られるものではなく、それ以外の数であってもよい。
【００３６】
この構成によれば、受聴者Ｒによって聴取される音を、形状や広さなどが異なる各種の音響空間において聴取される音に近づけることができる。例えば、遅延手段３２５による遅延時間を長い時間に調整すれば、メインスピーカユニット６１および６２によって出力された音が直接音として受聴者Ｒに聴取されてから、サブスピーカユニット７１〜７３によって出力された音が間接音として受聴者Ｒに聴取されるまでの時間は長くなる。したがって、放音された音が長い距離を経た後に受聴者Ｒに至るような広い空間と同様の聴覚的効果をリスニングルーム２００に居る受聴者Ｒに体験させることができる。また、例えば、音軸７ａが水平方向を向く第２のサブスピーカユニット７２および第３のサブスピーカユニット７３から出力される音の音圧レベルを大きくすれば、水平方向から受聴者Ｒに到達する間接音の音圧レベルが大きくなる。したがって、周囲が包まれている感覚を受聴者Ｒに体験させることができる。このように、本態様によれば、受聴者Ｒが知覚する音響効果を適宜に制御することができるのである。
【００３７】
（５）その他の態様
信号処理装置１における調整手段２２および３２の構成要素は以上に説明したものに限られない。例えば、ボリューム２２１および３２１に代えて、またはこれとともにアッテネータを含ませてもよいし、その他に各種のフィルタを含ませても良い。また、実施形態として図１に示した構成、または第１ないし第４の態様として図５から図８に示した構成をそれぞれ適宜に組み合わせてもよいことはもちろんである。
【００３８】
＜Ｂ−２：変形例２＞
上記実施形態および変形例においては、調整手段２２および３２による調整の内容が受聴者Ｒによる操作に応じて決定される構成を例示したが、その他の条件に基づいて調整の内容が決定される構成を採用してもよい。例えば、図１に示したイコライザ３２２による調整の内容（例えば音圧レベルを調整すべき周波数帯域や音圧レベルの調整量）を、広い周波数帯域にわたって定常態伝送特性SPL0が均一となるように、すなわち受聴者Ｒによって聴取される直接音および間接音の音圧レベルが略均一となるように決定してもよい。
【００３９】
＜Ｂ−３：変形例３＞
上記実施形態および変形例においては、信号処理装置１とスピーカ装置５とを別体の装置とした場合を例示したが、信号処理装置１の各部をスピーカ装置５のキャビネット５１に収容して一体の装置としてもよい。また、上記実施形態および変形例に示した信号処理装置１の構成要素の一部をスピーカ装置５に収容してもよいし、スピーカ装置５の構成要素の一部を信号処理装置１に収容してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受聴者によって聴取される音の特性をより適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 同音出力システムにおけるスピーカ装置の構成を示す図である。
【図３】 本実施形態の効果を説明するための図である。
【図４】 本実施形態の効果を説明するための図である。
【図５】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図６】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図７】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図８】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図９】 従来の音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 従来の技術における問題点を説明するための図である。
【図１１】 従来の技術における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１……信号処理装置、１１……入力端、２……メインスピーカ用ユニット、２２，３２……調整手段、２２１，３２１，３２６……ボリューム、２２２，３２２……イコライザ、２２３，３２３……パワーアンプ、３……サブスピーカ用ユニット、３２５……遅延手段、５……スピーカ装置、５１……キャビネット、６，６１，６２……メインスピーカユニット、６ａ，７ａ……音軸、７，７１，７２，７３……サブスピーカユニット、２００……リスニングルーム、Ｒ……受聴者。
【発明の属する技術分野】
本発明は、音を表す信号（以下「オーディオ信号」という）に応じて音を出力する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ信号に応じた音を出力するシステムとして各種の構成が従来から提案されている（特許文献１）。例えば、図９に示す音出力システムは信号処理装置９１とスピーカ装置９２とからなる。このうち信号処理装置９１は、例えばオーディオ信号に含まれる各周波数成分ごとの音圧レベルを増減させるイコライザや、オーディオ信号を増幅させるパワーアンプなど、オーディオ信号の特性を調整するための手段を含んでいる。一方、スピーカ装置９２は、ツィータ（tweeter）、スコーカ（squawker）およびウーファ（woofer）と呼ばれる３つのスピーカユニット９２１を備えている。信号処理装置９１から出力されたオーディオ信号は、ネットワーク９２２によってそれぞれ帯域の異なる３つの周波数成分に分割され、それぞれ３つのスピーカユニット９２１に供給される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１３０６８９号公報（段落００２１および第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スピーカ装置９２から発せられて受聴者に聴取される音は、スピーカ装置９２から直接的に（すなわちリスニングルームの壁面における反射を経ることなく）受聴者に至る音（以下「直接音」という）と、スピーカ装置９２から発せられて壁面における反射などを経た後に受聴者に至る音（以下「間接音」という）とに大別される。そして、図９に示した従来の構成のもとでは、オーディオ信号に対して一括して信号処理装置９１による特性の調整がなされるため、直接音と間接音とが併せて調整されることとなる。しかしながら、この構成のもとでは、スピーカ装置９２から出力される音の特性を必ずしも適切に調整することができないという問題があった。この問題点について具体例を挙げて説明すれば以下の通りである。
【０００５】
図１０（ａ）は、図９に示したスピーカ装置９２から出力されて受聴者に聴取される音の周波数特性を示すグラフである。この図においては、直接音の周波数特性（以下「軸上特性」という）SPL1と、直接音および間接音を総和したときの周波数特性（以下「定常態伝送特性」という）SPL0とが示されている（以下に示すグラフにおいても同様である）。一般に、直接音は受聴者が知覚する音色や音像に重大な影響を及ぼすため、この直接音の特性たる軸上特性SPL1は、図１０（ａ）に示すように広い周波数帯域にわたってほぼ均一であることが望ましい。このとき、定常態伝送特性SPL0に着目すると、各スピーカユニット９２１に割り当てられる周波数帯域の境界に相当するクロスオーバ周波数の近傍において音圧レベルが他の帯域よりも低い部分（以下「ディップ」という）Ｄが現れる場合がある。ここで、オーディオ信号のうちディップＤに相当する周波数成分を信号処理装置９１のイコライザなどを用いて増加させれば、図１０（ｂ）に示すように定常態伝送特性SPL0をほぼ均一にすることも可能である。しかしながら、このような調整を行なった場合には軸上特性SPL1にも影響が及ぶこととなる。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1のうちクロスオーバ周波数の近傍に他の帯域よりも音圧レベルが高い部分（以下「ピーク」という）Ｐが現れる。このような特性を有する直接音は、受聴者にとって耳障りなものとなるのである。
【０００６】
一方、図１１（ａ）は、スピーカ装置９２から受聴者までの距離が大きい場合の軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0を表すグラフである。この図においても、図１０（ａ）と同様に、広い周波数帯域にわたって軸上特性SPL1がほぼ均一となるようにオーディオ信号の調整がなされている場合を想定している。ここで、スピーカ装置９２から受聴者までの距離が大きい場合には、特に間接音の高周波成分が受聴者に到達しにくくなる。このため、図１１（ａ）に示すように、定常態伝送特性SPL0に着目すると周波数の高い帯域ほど音圧レベルが低くなる。一方、この音圧レベルの不均一を解消するためにオーディオ信号のうち周波数が高い成分の音圧レベルを信号処理装置９１のイコライザによって増加させると、図１１（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1において高周波成分の音圧レベルが他の帯域と比較して大きくなる。このように音圧レベルが不均一である直接音は、図１０（ｂ）に示した場合と同様に受聴者にとって耳障りなものとなる。
【０００７】
以上に例示したように、従来の技術のもとでは直接音と間接音とが相互に連動するように調整されるため、軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0の双方を所望の特性に調整することができないという問題が生じ得るのである。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、受聴者によって聴取される音の特性をより適切に調整することができる音出力システムを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、供給されたオーディオ信号をそれぞれ帯域が異なる複数の周波数成分として出力する分割手段と、前記分割手段から出力された複数の周波数成分のオーディオ信号をそれぞれ放音する複数のスピーカユニットとを備える第１の放音手段と、供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する手段であって前記第１の放音手段の音軸とは異なる方向の音軸を有する第２の放音手段と、入力端に入力されたオーディオ信号を前記第１の放音手段に供給する第１の信号処理手段と、前記入力端に入力されたオーディオ信号の特性を調整する調整手段を備え、この調整手段による調整後のオーディオ信号を前記第２の放音手段に供給する第２の信号処理手段とを具備し、前記調整手段による調整は、前記入力端に入力されたオーディオ信号の遅延時間を調整するとともに、前記第１の放音手段を構成する複数のスピーカユニットの各々が放音するオーディオ信号の周波数成分の境界を示すクロスオーバ周波数近傍におけるオーディオ信号が示す音圧レベルの調整であり、前記音圧レベルの調整は、前記第１の放音手段の放音により生じる定常態伝送特性におけるクロスオーバ周波数近傍のディップを、前記第２の放音手段の放音によって解消する調整範囲を持ち、前記第１の放音手段は音軸が受聴者に向くように配置され、前記第２の放音手段は、各々の音軸が略水平方向または略鉛直方向を向く複数のスピーカユニットと、前記複数のスピーカユニットの各々に供給されるオーディオ信号が示す音圧レベルを調整するボリュームとを備えることを特徴とする音出力システムを提供する。
【００１０】
換言すれば、本発明は、供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する第１の放音手段と、供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する手段であって前記第１の放音手段の音軸とは異なる方向の音軸を有する第２の放音手段と、入力端に入力されたオーディオ信号を前記第１および第２の放音手段に供給する信号処理手段であって、前記第２の放音手段に供給されるオーディオ信号の特性を前記第１の放音手段に供給されるオーディオ信号とは独立に調整する調整手段を備える信号処理手段とを具備することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、第２の放音手段の音軸が第１の放音手段の音軸とは異なる方向を向いた構成のもとで、第２の放音手段から発せられる音の特性が第１の放音手段から発せられる音の特性とは独立に調整されるようになっている。したがって、例えば第１の放音手段から発せられた音を直接音として受聴者に聴取させる一方、第２の放音手段から発せられた音を間接音として受聴者に聴取させる構成のもとで、直接音の特性に影響を与えることなく間接音の特性を調整することができる。より具体的には、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、任意にパワーレスポンスを調整することができる。このパワーレスポンスは、第１および第２の放音手段による発音に伴なって音出力システムの全方向に放出されるエネルギを総和したときの周波数特性である。定常態伝送特性SPL0はパワーレスポンスに応じて変化するから、本発明によれば、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、定常態伝送特性SPL0を調整することができると言える。
【００１２】
なお、本明細書における「音軸」とは、スピーカの正面方向に延在する軸を意味する。具体例を挙げれば、放音手段としてコーン型のスピーカユニットを用いた場合にはコーン（略円錐体）の中心軸が音軸に相当し、ホーン型のスピーカユニットを用いた場合にはホーンの中心軸が音軸に相当し、ドーム型のスピーカユニットを用いた場合にはドームの中心軸が音軸に相当するといった具合である。換言すれば、磁界中に配置された導電体の振動によって音を発する構成のスピーカユニットにあっては、略円筒状をなすボイスコイルの中心軸が音軸に相当すると言うこともできる。
【００１３】
なお、調整手段は、利用者（例えば受聴者）によって与えられた指示に応じてオーディオ信号の特性を調整する構成としてもよいし、予め定められたアルゴリズムに基づいて自動的にオーディオ信号の特性を調整する構成としてもよい。このうち後者に係る構成においては、受聴者が聴取する直接音および間接音について双方の音圧レベルが広い周波数帯域にわたって均一となるようにオーディオ信号の特性を調整することが考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜Ａ：音出力システムの構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、このシステムは、信号処理装置１とスピーカ装置５とを有する。このうち信号処理装置１は、上位装置（図示略）から供給されるオーディオ信号をスピーカ装置５に供給するための手段である。この上位装置としては、例えば、光ディスクや磁気ディスクといった各種の記録媒体から読み出したデータに基づいてオーディオ信号を出力する光ディスク再生装置や、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）規格に準拠したデータに基づいてオーディオ信号を生成して出力する音源装置、あるいは周囲の音を収音してオーディオ信号を出力する手段たるマイクロホンなどが採用され得る。一方、スピーカ装置５は、信号処理装置１から供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する手段であり、リスニングルーム２００の床面に配置される。このリスニングルームに居る受聴者Ｒは、スピーカ装置５から出力された音を聴取する。
【００１６】
このスピーカ装置５は、メインスピーカユニット（第１の放音手段）６と、サブスピーカユニット（第２の放音手段）７と、これらのスピーカユニットを収容するキャビネット（筐体）５１とを有する。メインスピーカユニット６およびサブスピーカユニット７としては、従来から知られているコーン型スピーカやホーン型スピーカ、ドーム型スピーカといった各種の構成のスピーカユニットを採用することができる。要するに、オーディオ信号に応じた音を出力し得る手段であればその構成の如何は不問である。
【００１７】
ここで、図２は、音軸の方向に特に着目してスピーカ装置５の構成を示す図である。このうち図２（ａ）はスピーカ装置５を側面からみた図であり、図２（ｂ）はスピーカ装置５を上面からみた図である。同図に示すように、メインスピーカユニット６は、その音軸６ａが受聴者Ｒに向くように（すなわち音軸６ａ上に受聴者Ｒが位置するように）キャビネット５１に配置されている。したがって、メインスピーカユニット６から発せられた音の少なくとも一部は、図１に示すように、リスニングルーム２００の壁面において反射することなく直接音として受聴者Ｒに聴取されることとなる。一方、サブスピーカユニット７は、その音軸７ａがメインスピーカユニット６の音軸６ａとは異なる方向を向くようにキャビネット５１に配置されている。より具体的には、サブスピーカユニット７の音軸７ａは、図２（ｂ）に示すようにスピーカ装置５を鉛直方向の上方からみたみたときにメインスピーカユニット６の音軸６ａとは反対側を向き、なおかつ図２（ａ）に示すようにスピーカ装置５を水平方向からみたときにメインスピーカユニット６の音軸６ａよりも上方を向くようになされている。したがって、サブスピーカユニット７から発せられた音は、図１に示すように、リスニングルームの壁面において１回または複数回にわたって反射した後に間接音として受聴者Ｒに聴取されることとなる。換言すれば、サブスピーカユニット７から出力された音が間接音として受聴者Ｒに聴取されるように、サブスピーカユニット７の音軸７ａの方向が定められていると言うこともできる。
【００１８】
一方、図１に示した信号処理装置１は、メインスピーカ用ユニット２とサブスピーカ用ユニット３とを有する。このうちメインスピーカ用ユニット２は上位装置から入力端１１に入力されたオーディオ信号をメインスピーカユニット６に供給するための手段であり、入力端１１からメインスピーカユニット６に至る伝送ライン２１を有する。これに対し、サブスピーカ用ユニット３は入力端１１に入力されたオーディオ信号をサブスピーカユニット７に供給するための手段であり、メインスピーカユニット６の伝送ライン２１から分岐してサブスピーカユニット７に至る伝送ライン３１を有する。
【００１９】
サブスピーカ用ユニット３は、サブスピーカユニット７に供給されるべきオーディオ信号の特性を調整するための調整手段３２を有する。この調整手段３２は、オーディオ信号の音圧レベルを調整するためのボリューム３２１と、オーディオ信号のうち特定の周波数帯域に属する成分ごとに音圧レベルを調整するためのイコライザ３２２と、オーディオ信号を増幅してサブスピーカユニット７に出力するパワーアンプ３２３とを有する。一方、メインスピーカ用ユニット２も同様に、メインスピーカユニット６に供給されるべきオーディオ信号の特性を調整するための調整手段２２として、ボリューム２２１とイコライザ２２２とパワーアンプ２２３とを備えている。
【００２０】
また、信号処理装置１は、摘みやボタンといった各種の操作子を含む入力装置（図示略）を備えている。調整手段２２および３２によってオーディオ信号に施される調整の内容は、利用者が入力装置に対して行なった操作の内容に応じて決定される。
【００２１】
この構成のもと、入力端１１から入力されて伝送ライン２１に至ったオーディオ信号は、調整手段２２によって特性が調整された後にメインスピーカユニット６から音として出力される。このメインスピーカユニット６から出力された音は、受聴者Ｒによって直接音として聴取される。一方、入力端１１から入力されたオーディオ信号は、伝送ライン２１から分岐した伝送ライン３１を介して調整手段３２に至り、この調整手段による調整の後にサブスピーカユニット７から音として出力される。このサブスピーカユニット７から出力された音は、受聴者Ｒによって間接音として聴取される。
【００２２】
このように、本実施形態においては、間接音を出力するサブスピーカユニット７に供給されるオーディオ信号の特性が、メインスピーカユニット６に供給されるオーディオ信号とは独立して調整されるようになっている。したがって、メインスピーカユニット６から受聴者Ｒに至る直接音の特性に影響を与えることなく、サブスピーカユニット７から受聴者Ｒに至る間接音の特性を調整することができる。換言すれば、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、任意にパワーレスポンスを調整することができるのである。このパワーレスポンスは、スピーカ装置５による発音に伴なって当該スピーカ装置５の全方向に放出されるエネルギを総和したときの周波数特性である。直接音と間接音とを総和したときの周波数特性である定常態伝送特性SPL0は、このパワーレスポンスの影響を受ける。したがって、本実施形態によれば、軸上特性SPL1に影響を与えることなく、定常態伝送特性SPL0を広い周波数帯域にわたって均一に調整することができる。この効果について詳述すると以下の通りである。
【００２３】
例えば、スピーカ装置５から出力されて受聴者Ｒに聴取される音の軸上特性SPL1と定常態伝送特性SPL0とが図３（ａ）に示した状態にある場合（例えば、狭い音響空間においてスピーカ装置５と受聴者Ｒとの距離が小さい場合）を想定する。すなわち、軸上特性SPL1は広い周波数帯域にわたって均一であるのに対し、定常態伝送特性SPL0については特定の帯域Ｂ1およびＢ2にディップＤが現れている場合である。この場合、サブスピーカ用ユニット３のイコライザ３２２によって、サブスピーカユニット７に供給されるべきオーディオ信号のうち帯域Ｂ1およびＢ2に属する周波数成分の音圧レベルを適宜に上昇させれば、図３（ｂ）に示すように広い周波数帯域にわたってほぼ均一な定常態伝送特性SPL0が得られる。このとき、メインスピーカユニット６から出力される直接音には何らの影響もないから、図３（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0の双方が広い周波数帯域にわたって均一となる。
【００２４】
ここで、ロックやポップスといったリズミカルな楽曲が再生される場合には、特に直接音が、受聴者Ｒによって知覚される音の印象を決定づける重要な要素となる。これに対し、オルガンによって演奏された楽曲やクラシック楽曲などが再生される場合には、特に間接音が、受聴者Ｒによって知覚される音の印象を決定づける重要な要素となる。本実施形態によれば、直接音に関わる軸上特性SPL1および間接音に関わる定常態伝送特性SPL0の双方を広い周波数帯域にわたって均一とすることができるから、リズミカルな楽曲やクラシック楽曲といった曲調の異なる楽曲が再生されたとしても、受聴者Ｒが知覚する音色のバランスが異なるという問題は生じない。また、それぞれ異なる周波数帯域が割り当てられた複数のスピーカユニットから出力される音同士のつながりを改善することにより（すなわちクロスオーバ周波数の近傍におけるディップＤを解消することにより）、臨場感のある自然な音をハイファイ再生することができる。
【００２５】
また、図４（ａ）は、スピーカ装置５と受聴者Ｒとの距離が大きいとき（例えば教会や講堂などの広い音響空間）の軸上特性SPL1および定常態伝送特性SPL0を示す図である。同図に示すように、軸上特性SPL1については広い周波数帯域にわたって均一であるのに対し、定常態伝送特性SPL0については周波数の高い領域ほど音圧レベルが低下している。間接音は、受聴者Ｒに到達するまでの長い経路において、空気による吸収などに伴なって特に高域成分が減衰しやすいからである。このような場合には、サブスピーカ用ユニット３のイコライザ３２２によって、サブスピーカユニット７に供給されるべきオーディオ信号のうち帯域Ｂ3に属する周波数成分の音圧レベルを適宜に上昇させれば、図４（ｂ）に示すように広い周波数帯域にわたってほぼ均一な定常態伝送特性SPL0が得られる。一方、このように定常態伝送特性SPL0を調整したとしても、メインスピーカユニット６から出力される直接音の特性には何らの影響も与えられないから、図４（ｂ）に示すように、軸上特性SPL1についても広い周波数帯域にわたる均一な特性が維持される。
【００２６】
ここで、広い音響空間などにおいてスピーカ装置５と受聴者Ｒとの距離が大きい場合には、スピーカ装置５から発せられて最初に受聴者Ｒに到達する音の波面（第１波面）の特性、すなわち直接音の特性が、受聴者Ｒの知覚する音の印象を決定づける重要な要素となる。広い音響空間においては、狭い音響空間と比較して、直接音が受聴者Ｒに到達してから間接音が受聴者Ｒに到達するまでに長い時間を要するからである。したがって、このような広い音響空間のもとで、図１１（ｂ）に示したように定常態伝送特性SPL0の調整に伴なって軸上特性SPL1の均一性が損なわれると、利用者はスピーカ装置５から発せられた音に対して特に不自然な印象を受ける。これに対し、本実施形態によれば、定常態伝送特性SPL0が軸上特性SPL1とは独立して調整されるから、定常態伝送特性SPL0を均一に調整することによって残響感の豊かな音が得られる一方、この調整に伴なって受聴者Ｒによる音の印象が変えられることはない。換言すると、本実施形態に係るスピーカ装置５を広い音響空間に設置した場合には、スピーカ装置５から発せられた音が時間領域において聴感に与える影響を改善することができるのである。
【００２７】
また、本実施形態においては、メインスピーカ用ユニット２のボリューム２２１とサブスピーカ用ユニット３のボリューム３２１とを独立に調整することによって、メインスピーカユニット６から受聴者Ｒに至る直接音とサブスピーカユニット７から受聴者Ｒに至る間接音との音圧レベルのバランスを任意に変化させることができる。したがって、本実施形態によれば、受聴者Ｒによって知覚される音の残響感を適宜に変更することができる。例えば、サブスピーカ用ユニット３のボリューム３２１を調整すれば、サブスピーカユニット７から壁面における反射を経て受聴者Ｒに至る間接音（すなわち残響音）の音圧レベルが増大するから、受聴者Ｒによって知覚される残響感を大きくすることができる。逆に、残響感を小さくするためには、サブスピーカ用ユニット３のボリューム３２１を調整することによって、サブスピーカユニット７から受聴者Ｒに至る間接音の音圧レベルを下げればよい。一般的に、受聴者Ｒによって残響音として聴取される間接音の特性は、リスニングルーム２００における壁面の吸音特性やリスニングルームの容積、あるいはスピーカ装置５から受聴者Ｒまでの距離といった各種の条件に影響を受けるが、本実施形態においては直接音と間接音とのバランスを任意に調整することによって、この条件を適宜に補正することができるのである。
【００２８】
＜Ｂ：変形例＞
以上に説明した実施形態はあくまでも例示である。したがって、この形態に対しては本発明の趣旨から逸脱しない範囲で種々の変形を加えることができる。具体的には、以下のような変形例が考えられる。
【００２９】
＜Ｂ−１：変形例１＞
上記実施形態に示した調整手段２２および３２、あるいはメインスピーカユニット６およびサブスピーカユニット７の構成を以下のように変更してもよい。
【００３０】
（１）第１の態様
上記実施形態においては、メインスピーカユニット６にオーディオ信号を供給するためのメインスピーカ用ユニット２にボリューム２２１とイコライザ２２２とを含ませる構成を例示した。この構成によれば、軸上特性SPL1にディップやピークが現れている場合であっても、ボリューム２２１またはイコライザ２２２を適宜に動作させることによって、広い周波数帯域にわたって軸上特性SPL1が均一となるように調整することができる。しかしながら、広い周波数帯域にわたって軸上特性SPL1が平坦になるようにメインスピーカユニット６の構成自体が予め設計されている場合には、図５に示すように、図１に示したボリューム２２１とイコライザ２２２とを省略することもできる。
【００３１】
（２）第２の態様
上記実施形態においては、信号処理装置１にイコライザ２２２および３２２を含ませる構成を例示したが、直接音と間接音との音圧レベルのバランスのみを調整するのであれば、図６に示すようにイコライザ２２２および３２２を省略してもよい。なお、図６に示す構成においては、サブスピーカユニット７の前段にパッシブネットワーク７５が設けられている。このパッシブネットワーク７５は、オーディオ信号のうち特定の周波数帯域に属する成分のみを選択的に出力するフィルタとして機能するものである。この構成によれば、イコライザ３２２を省略した構成であっても、間接音のうちパッシブネットワーク７５の通過帯域に属する成分の音圧レベルを増加させることができるから、定常態伝送特性SPL0を補正することができる。
【００３２】
（３）第３の態様
上記実施形態においては、音軸を受聴者Ｒに向けたスピーカユニット（メインスピーカユニット６）をひとつとした場合を例示したが、これを複数としてもよい。すなわち、図７に示すように、図１に示したメインスピーカユニット６に代えて、パッシブネットワーク６５と第１のメインスピーカユニット６１と第２のメインスピーカユニット６２とを設けてもよい。このうちパッシブネットワーク６５は、メインスピーカ用ユニット２から供給されたオーディオ信号をそれぞれ帯域が異なる２つの周波数成分に分割する手段である。これら２つの周波数成分のうち低周波数側のオーディオ信号は第１のメインスピーカユニット６１に供給される一方、高周波数側のオーディオ信号は第２のメインスピーカユニット６２に供給される。この構成によれば、第１のメインスピーカユニット６１をウーファとして機能させ、第２のメインスピーカユニット６２をツィータとして機能させることができる。なお、ここではメインスピーカユニットの数を２つとした場合を例示したが３つ以上としてもよいことはもちろんである。この場合、パッシブネットワーク６５は、オーディオ信号を、メインスピーカユニットと同数かそれよりも少ない数の周波数成分に分割することとなる。
【００３３】
（４）第４の態様
オーディオ信号を遅延させる手段をサブスピーカ用ユニット３の調整手段３２に含ませてもよい。図８は、本態様に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。なお、図８においては、図７に示した構成と同様に、２つのメインスピーカユニット６１および６２とパッシブネットワーク６５とが設けられた場合を想定している。
【００３４】
図８（ａ）に示すように、本態様においては、サブスピーカ用ユニット３の調整手段３２のうちイコライザ３２２とパワーアンプ３２３との間に遅延手段３２５が設けられている。この遅延手段３２５は、イコライザ３２２から出力されたオーディオ信号を遅延させてパワーアンプ３２３に出力する手段である。具体的には、ＦＩＲフィルタやその他の遅延素子を遅延手段３２５として採用することができる。この遅延手段３２５による遅延時間は、利用者が入力装置を操作することによって適宜に変更することができる。
【００３５】
一方、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示したスピーカ装置５を正面からみたときの図である。図８（ａ）および（ｂ）に示すように、本態様においては、図１に示したサブスピーカユニット７に代えて、第１のサブスピーカユニット７１、第２のサブスピーカユニット７２および第３のサブスピーカユニット７３という３つのスピーカユニットが設けられている。このうち第１のサブスピーカユニット７１は、その音軸７ａが鉛直方向上向きとなるように配置されている。また、図８（ｂ）に示すように、第２のサブスピーカユニット７２は、スピーカ装置５を正面からみたときに音軸７ａが水平方向右向きとなるように配置されている。一方、第３のサブスピーカユニット７は、スピーカ装置５を正面から見たときに音軸７ａが水平方向左向きとなるように配置されている。すなわち、略直方体状のキャビネット５１の各面が略直方体の空間であるリスニングルーム２００の各壁面と平行になるようにスピーカ装置５が配置されたときに、第１ないし第３のサブスピーカユニット７１〜７３の音軸７ａがリスニングルーム２００の各壁面と垂直をなすように、各サブスピーカユニット７１〜７３の方向が定められているのである。一方、サブスピーカ用ユニット３のパワーアンプ３２３からオーディオ信号が出力される伝送ライン３３は３つに分岐しており、その３つの伝送ライン３３１は第１ないし第３のサブスピーカユニット７１〜７３にそれぞれ接続されている。さらに、図１に示したボリューム３２１に代えて、分岐後の３本の伝送ライン３３１の各々にボリューム３２６が設けられており、各サブスピーカユニット７１〜７３に供給されるオーディオ信号の音圧レベルが個別に調整されるようになっている。なお、サブスピーカユニットの数は３つに限られるものではなく、それ以外の数であってもよい。
【００３６】
この構成によれば、受聴者Ｒによって聴取される音を、形状や広さなどが異なる各種の音響空間において聴取される音に近づけることができる。例えば、遅延手段３２５による遅延時間を長い時間に調整すれば、メインスピーカユニット６１および６２によって出力された音が直接音として受聴者Ｒに聴取されてから、サブスピーカユニット７１〜７３によって出力された音が間接音として受聴者Ｒに聴取されるまでの時間は長くなる。したがって、放音された音が長い距離を経た後に受聴者Ｒに至るような広い空間と同様の聴覚的効果をリスニングルーム２００に居る受聴者Ｒに体験させることができる。また、例えば、音軸７ａが水平方向を向く第２のサブスピーカユニット７２および第３のサブスピーカユニット７３から出力される音の音圧レベルを大きくすれば、水平方向から受聴者Ｒに到達する間接音の音圧レベルが大きくなる。したがって、周囲が包まれている感覚を受聴者Ｒに体験させることができる。このように、本態様によれば、受聴者Ｒが知覚する音響効果を適宜に制御することができるのである。
【００３７】
（５）その他の態様
信号処理装置１における調整手段２２および３２の構成要素は以上に説明したものに限られない。例えば、ボリューム２２１および３２１に代えて、またはこれとともにアッテネータを含ませてもよいし、その他に各種のフィルタを含ませても良い。また、実施形態として図１に示した構成、または第１ないし第４の態様として図５から図８に示した構成をそれぞれ適宜に組み合わせてもよいことはもちろんである。
【００３８】
＜Ｂ−２：変形例２＞
上記実施形態および変形例においては、調整手段２２および３２による調整の内容が受聴者Ｒによる操作に応じて決定される構成を例示したが、その他の条件に基づいて調整の内容が決定される構成を採用してもよい。例えば、図１に示したイコライザ３２２による調整の内容（例えば音圧レベルを調整すべき周波数帯域や音圧レベルの調整量）を、広い周波数帯域にわたって定常態伝送特性SPL0が均一となるように、すなわち受聴者Ｒによって聴取される直接音および間接音の音圧レベルが略均一となるように決定してもよい。
【００３９】
＜Ｂ−３：変形例３＞
上記実施形態および変形例においては、信号処理装置１とスピーカ装置５とを別体の装置とした場合を例示したが、信号処理装置１の各部をスピーカ装置５のキャビネット５１に収容して一体の装置としてもよい。また、上記実施形態および変形例に示した信号処理装置１の構成要素の一部をスピーカ装置５に収容してもよいし、スピーカ装置５の構成要素の一部を信号処理装置１に収容してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受聴者によって聴取される音の特性をより適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 同音出力システムにおけるスピーカ装置の構成を示す図である。
【図３】 本実施形態の効果を説明するための図である。
【図４】 本実施形態の効果を説明するための図である。
【図５】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図６】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図７】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図８】 同実施形態の変形例に係る音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図９】 従来の音出力システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 従来の技術における問題点を説明するための図である。
【図１１】 従来の技術における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１……信号処理装置、１１……入力端、２……メインスピーカ用ユニット、２２，３２……調整手段、２２１，３２１，３２６……ボリューム、２２２，３２２……イコライザ、２２３，３２３……パワーアンプ、３……サブスピーカ用ユニット、３２５……遅延手段、５……スピーカ装置、５１……キャビネット、６，６１，６２……メインスピーカユニット、６ａ，７ａ……音軸、７，７１，７２，７３……サブスピーカユニット、２００……リスニングルーム、Ｒ……受聴者。
Claims (1)
- 供給されたオーディオ信号をそれぞれ帯域が異なる複数の周波数成分として出力する分割手段と、前記分割手段から出力された複数の周波数成分のオーディオ信号をそれぞれ放音する複数のスピーカユニットとを備える第１の放音手段と、
供給されたオーディオ信号に応じた音を出力する手段であって前記第１の放音手段の音軸とは異なる方向の音軸を有する第２の放音手段と、
入力端に入力されたオーディオ信号を前記第１の放音手段に供給する第１の信号処理手段と、
前記入力端に入力されたオーディオ信号の特性を調整する調整手段を備え、この調整手段による調整後のオーディオ信号を前記第２の放音手段に供給する第２の信号処理手段と
を具備し、
前記調整手段による調整は、前記入力端に入力されたオーディオ信号の遅延時間を調整するとともに、前記第１の放音手段を構成する複数のスピーカユニットの各々が放音するオーディオ信号の周波数成分の境界を示すクロスオーバ周波数近傍におけるオーディオ信号が示す音圧レベルの調整であり、前記音圧レベルの調整は、前記第１の放音手段の放音により生じる定常態伝送特性におけるクロスオーバ周波数近傍のディップを、前記第２の放音手段の放音によって解消する調整範囲を持ち、
前記第１の放音手段は音軸が受聴者に向くように配置され、
前記第２の放音手段は、各々の音軸が略水平方向または略鉛直方向を向く複数のスピーカユニットと、前記複数のスピーカユニットの各々に供給されるオーディオ信号が示す音圧レベルを調整するボリュームとを備える
ことを特徴とする音出力システム。
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