JP4932694B2 - 音声再生装置、音声再生方法、音声再生システム、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、多面体スピーカなどの複数のスピーカユニットからなるスピーカを介して音声を再生する音声再生装置、音声再生方法、音声再生システム、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

現在、テレビは、主に、ユーザが映画やテレビ番組をじっくり視聴するようなシーンにおいて用いられることが多い。しかしながら、１００インチを超える大画面のテレビの視聴状況を考えた場合、例えば、自然の映像をＢＧＭ的にさりげなく表示したり、別の部屋や野外の様子をあたかもそこに在るかのように表示したりするなど、今までに無い使用シーンが出てくる。その場合、画面位置と視聴位置との関係は、小さい画面のテレビに比べて、よりフレキシブルなものとなる。

例えば、小さい画面のテレビの場合、ユーザは、表示される映像を視認するために、テレビ画面の近くに位置する必要があるが、画面が大きければ、テレビ画面から離れていても十分映像を視認できる。また、上述のように自然の映像がＢＧＭ的に表示されている場合には、ユーザは、映像をじっくりと見ているような状況ではないため、必ずしも画面の近くに位置しているとは限らない。

そのため、スピーカと画面とが一体的に備えられたテレビの場合、通常の音量では、画面から離れた場所に位置しているユーザは、音声を聴き取ることができない。また、画面から離れたユーザがテレビの音声を聴き取れるように音量を大きくした場合、画面の近くでテレビを視聴しているユーザにとっては、音量が大きくなり過ぎ、快適に視聴できなくなる。

こうした状況においては、スピーカと画面とを一体的に設ける必要はなく、例えば、ワイヤレスのスピーカを部屋の中央に配置したり、あるいは、部屋の各所に複数配置したりすることによって、スピーカと画面とを独立して設ける構成なども考えられる。

ところで、近年、多面体のスピーカが用いられるようになっている。例えば、特許文献１には、一つの筺体内に複数のスピーカを円周上に配置し、リモコン操作した聴取者に対して、正しい音像となるように自動調整を行う音響装置が開示されている。

特許文献１の構成では、多チャンネルのサラウンド再生を実現するために、多面体スピーカを構成する各スピーカユニットにそれぞれ異なるチャンネルの音声信号を供給し、それぞれのスピーカユニットにおいて異なる音声を再生する構成が開示されているが、多面体スピーカを構成する各スピーカユニットに同一の音声信号を供給し、それぞれのスピーカユニットにおいて同じ音声を再生する構成も考えられる。

そして、上述した１００インチを超える大画面のテレビにおいて、より快適な視聴環境を実現するために、多面体のスピーカを適用することが考えられる。
特開平８−１８２０９８（１９９６年７月１２日公開）

しかしながら、大画面のテレビに上記の多面体のスピーカを適用し、当該多面体スピーカを構成する各スピーカユニットに同位相・同振幅の同一の音声信号を供給して、それぞれのスピーカユニットにおいて同じ音声を再生する構成の場合、各スピーカユニットは、異なる方向を向いているため、それぞれのスピーカユニットから出力される音声は、部屋の反射の影響によって、結果として、聴取者には、異なる位相や振幅の音声として到達する。また、スピーカの指向特性によりスピーカの中心からはずれた位置になるほど高域の周波数特性が落ちる。

図７は、多面体スピーカにおいて再生される原音の波形と各スピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形とそれらの合成波形のイメージを示す図である。図７（ａ）は原音の波形のイメージを示す図であり、図７（ｂ）は正面のスピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形のイメージを示す図であり、図７（ｃ）は側面のスピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形のイメージを示す図であり、図７（ｄ）は背面のスピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形のイメージを示す図であり、図７（ｅ）は（ｂ）〜（ｄ）の波形を合成した波形のイメージを示す図である。図７（ｂ）に示すとおり、正面のスピーカユニットから出力される音の波形は、聴取位置において、ほぼ原音と同じ波形を示しており、ほぼ原音に近い音となる。また、図７（ｃ）および（ｄ）に示すとおり、側面のスピーカユニットおよび背面のスピーカユニットから出力される音の波形は、指向特性の影響によって高域成分が劣化し、信号の立ち上がりがなまる。そして、聴取位置における音の波形、すなわち、図７（ｂ）〜（ｄ）の波形を合成した音の波形は、図７（ｅ）に示すとおり、図７（ａ）に示す波形から大きく変化していることがわかる。図７では、スピーカユニットから聴取位置に直接到達する音の波形のイメージを示しているが、実際には、更に、壁や床からの反射音も聴取位置に到達する。

これにより、最終的に、聴取者の位置においては、壁や床からの反射音が合成されるため、異なる位相や振幅の音が合成されることとなる。したがって、波形のなまりはさらに悪化し、さらには、振幅の変動も生じることになり、音の明瞭性が失われ、聴取者にとって快適な音響環境を実現することができないという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、複数のスピーカユニットを含んで構成されるスピーカによって音声を出力する場合において、聴取位置における音の明瞭性を損なうことなく、聴取者にとって快適な音響環境を実現させることが可能な音声再生装置、音声再生方法、音声再生システム、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットからなる複数のスピーカを介して音声を再生する音声再生装置であって、上記スピーカごとに、当該スピーカを構成する上記複数のスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出手段と、上記スピーカごとに、上記検出手段によって検出された上記スピーカユニットを、当該スピーカにおける音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択手段とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、音声再生装置は、複数のスピーカを介して音声を再生する。そして、各スピーカは、例えば、多面体スピーカなど、複数のスピーカユニットによって構成される。

また、上記の構成によれば、検出手段が、上記スピーカごとに、各スピーカを構成するスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する。つまり、検出手段は、上記の各スピーカについて、利用者の聴取位置に最も近い１つのスピーカユニットを検出する。

また、上記の構成によれば、選択手段が、上記検出手段によって検出された各スピーカユニットを、上記の各スピーカにおける音声を出力するスピーカユニットとして選択する。つまり、選択手段は、上記全てのスピーカについて、利用者の聴取位置に最も近い１つのスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する。

つまり、本発明に係る音声再生装置によれば、複数のスピーカユニットによって構成される複数のスピーカにおいて、利用者の聴取位置に最も近い１つのスピーカユニットから音声を出力することができる。

これにより、本発明に係る音声再生装置によれば、複数のスピーカユニットによって構成される１つのスピーカにおいて、複数のスピーカユニットから音声が出力されることはない。そのため、聴取位置には、１つのスピーカから、振幅や位相が異なる複数の音声が到達することはない。しかも、スピーカを構成する複数のスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置に最も近いスピーカユニットから音声が出力されるため、壁や床などによる反射の影響を低減できる。したがって、各スピーカから出力される音声について、聴取位置において、振幅や位相が異なる複数の音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

本発明に係る音声再生方法は、複数のスピーカユニットからなる複数のスピーカを介して音声を再生する音声再生方法であって、上記スピーカごとに、当該スピーカを構成する上記複数のスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出ステップと、上記スピーカごとに、上記検出手段によって検出された上記スピーカユニットを、当該スピーカにおける音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択ステップとを含んでいることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る音声再生装置と同様の作用効果を奏する。

本発明に係る音声再生装置では、上記検出手段は、上記スピーカごとに、同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における振幅が最大の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することが好ましい。

上記の構成によれば、上記検出手段は、上記の各スピーカについて、スピーカを構成する各スピーカユニットから出力される音声波形の聴取位置における振幅を検出し、振幅が最大の音声を出力するスピーカユニットを、聴取位置の最も近くに配置されているスピーカユニットとして検出する。

これにより、聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットの検出を、簡素な構成によって、正確に行うことができる。

本発明に係る音声再生装置では、上記検出手段は、上記スピーカごとに、同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における上記音声信号に対する遅延が最小の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することが好ましい。

上記の構成によれば、上記検出手段は、上記の各スピーカについて、スピーカを構成する各スピーカユニットから出力される音声波形の聴取位置における遅延を検出し、遅延が最小の音声を出力するスピーカユニットを、聴取位置の最も近くに配置されているスピーカユニットとして検出する。

これにより、聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットの検出を、簡素な構成によって、正確に行うことができる。

本発明に係る音声再生装置では、上記の各スピーカにおいて上記選択手段によって選択された各スピーカユニットから出力される全ての音声の位相が、上記聴取位置において等しくなるように、それぞれのスピーカへの音声信号の供給を遅延させる遅延手段をさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、遅延手段は、各スピーカの音声を出力するスピーカユニットとして選択されたスピーカユニットから出力される音声の位相を、上記聴取位置において等しくなるように、それぞれのスピーカに供給する音声信号を遅延させる。例えば、聴取位置から最も遠いスピーカから出力される音声が聴取位置に到達するタイミングにおいて、他のスピーカから出力される音声も聴取位置に到達するように、他のスピーカに供給する音声信号を、スピーカごとに遅延させる。あるいは、各スピーカから出力される音声が、あらかじめ定められた遅延時間において聴取位置に到達するように、各スピーカに供給する音声信号を、スピーカごとに遅延させてもよく、特に限定はされない。

これにより、全てのスピーカから出力される音声は、聴取位置において、位相が等しくなる。このため、聴取位置において、位相の異なる音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

本発明に係る音声再生装置では、上記の各スピーカにおいて上記選択手段によって選択された各スピーカユニットから出力される全ての音声の振幅が、上記聴取位置において等しくなるように、それぞれのスピーカに供給される音声信号の大きさを変化させる振幅調整手段をさらに備えていることを特徴とする。

上記の構成によれば、振幅調整手段は、各スピーカの音声を出力するスピーカユニットとして選択されたスピーカユニットから出力される音声の振幅を、上記聴取位置において等しくなるように、それぞれのスピーカに供給する音声信号の大きさを変化させる。例えば、聴取位置から最も近いスピーカから出力される音声の聴取位置における振幅と、他のスピーカから出力される音声の聴取位置における振幅とが等しくなるように、他のスピーカに供給する音声信号の大きさをスピーカごとに変化させる。あるいは、各スピーカから出力される音声の聴取位置における振幅が、あらかじめ定められた大きさとなるように、各スピーカに供給する音声信号の大きさを、スピーカごとに変化させてもよく、特に限定はされない。

これにより、全てのスピーカから出力される音声は、聴取位置において、振幅が等しくなる。このため、聴取位置において、振幅の異なる音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

本発明に係る音声再生装置では、上記の各スピーカにおいて上記選択手段によって選択された各スピーカユニットから出力される全ての音声の振幅周波数特性が、上記聴取位置において、少なくとも可聴周波数帯域で略一定となるように、それぞれのスピーカに供給される音声信号に補正特性を付与する周波数特性補正手段をさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、周波数特性補正手段は、各スピーカの音声を出力するスピーカユニットとして選択されたスピーカユニットから出力される音声の振幅周波数特性が、上記聴取位置において、少なくとも可聴周波数帯域で略一定となるように、それぞれのスピーカに供給される音声信号に補正特性を付与する。なお、全周波数帯域において、振幅周波数特性がフラットになる構成であってもよく、特に限定はされない。

これにより、全てのスピーカから出力される音声は、聴取位置において、振幅周波数特性のピークやディップが打ち消され、フラットな振幅周波数特性となるため、聴取位置において、より原音に忠実に音声を再生できる。

本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットからなるスピーカを介して音声を再生する音声再生装置であって、上記スピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出手段と、上記検出手段によって検出されたスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択手段とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、音声再生装置は、例えば、多面体スピーカなど、複数のスピーカユニットによって構成されるスピーカを介して、音声を再生する。

また、上記の構成によれば、検出手段が、スピーカを構成するスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する。つまり、検出手段は、利用者の聴取位置に最も近い１つのスピーカユニットを検出する。

また、上記の構成によれば、選択手段が、上記検出手段によって検出されたスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する。つまり、選択手段は、利用者の聴取位置に最も近い１つのスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する。

つまり、本発明に係る音声再生装置によれば、複数のスピーカユニットによって構成される複数のスピーカにおいて、利用者の聴取位置に最も近い１つのスピーカユニットから音声を出力することができる。

これにより、本発明に係る音声再生装置によれば、複数のスピーカユニットによって構成される１つのスピーカにおいて、複数のスピーカユニットから音声が出力されることはない。そのため、聴取位置には、振幅や位相が異なる複数の音声が到達することはない。しかも、スピーカを構成する複数のスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置に最も近いスピーカユニットから音声が出力されるため、壁や床などによる反射の影響を低減できる。したがって、聴取位置において、振幅や位相が異なる複数の音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

本発明に係る音声再生方法は、複数のスピーカユニットからなるスピーカを介して音声を再生する音声再生方法であって、上記スピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出ステップと、上記検出手段によって検出されたスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択ステップとを含んでいることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る音声再生装置と同様の作用効果を奏する。

本発明に係る音声再生装置では、上記検出手段は、同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における振幅が最大の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することが好ましい。

上記の構成によれば、上記検出手段は、スピーカを構成する各スピーカユニットから出力される音声波形の聴取位置における振幅を検出し、振幅が最大の音声を出力するスピーカユニットを、聴取位置の最も近くに配置されているスピーカユニットとして検出する。

これにより、聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットの検出を、簡素な構成によって、正確に行うことができる。

本発明に係る音声再生装置では、上記検出手段は、同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における遅延が最小の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することが好ましい。

上記の構成によれば、上記検出手段は、スピーカを構成する各スピーカユニットから出力される音声波形の聴取位置における遅延を検出し、遅延が最小の音声を出力するスピーカユニットを、聴取位置の最も近くに配置されているスピーカユニットとして検出する。

これにより、聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットの検出を、簡素な構成によって、正確に行うことができる。

本発明に係る音声再生システムは、上記音声再生装置と、上記音声再生装置から出力された音声を収音し、収音した音声を電気的な受信信号に変換して、上記音声再生装置に出力するマイクとを含んでいることを特徴とする。

上記の構成によれば、上記音声再生装置は、上記スピーカに対して音声信号を供給する。そして、各スピーカユニットからは、スピーカに供給される上記音声信号に基づいて音声が出力される。さらに、各スピーカユニットから出力される音声をマイクが収音し、受信信号に変換して、上記音声再生装置に出力する。

これにより、上記音声再生装置は、上記マイクによって収音された各スピーカユニットからの音声の受信信号に基づいて、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出し、音声を出力するスピーカユニットして選択できる。そのため、複数のスピーカユニットによって構成される１つのスピーカにおいて、複数のスピーカユニットから音声が出力されることはない。したがって、聴取位置には、振幅や位相が異なる複数の音声が到達することはなく、聴取位置において、振幅や位相が異なる複数の音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者が明瞭な音質の音声を聴くことができる音声再生システムを実現できる。

また、上記音声再生装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記音声再生装置をコンピュータにおいて実現する制御プログラム、およびその制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットからなる複数のスピーカを介して音声を再生する音声再生装置であって、上記スピーカごとに、当該スピーカを構成する上記複数のスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出手段と、上記スピーカごとに、上記検出手段によって検出された上記スピーカユニットを、当該スピーカにおける音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択手段とを備えていることを特徴としている。

また、複数のスピーカユニットからなるスピーカを介して音声を再生する音声再生装置であって、上記スピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出手段と、上記検出手段によって検出されたスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択手段とを備えていることを特徴としている。

これにより、聴取位置には、１つのスピーカから、振幅や位相が異なる複数の音声が到達することがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

（音声再生装置１）
以下、本発明の実施形態に係る音声再生装置１について、図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明に係る音声再生装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すとおり、音声再生装置１は、入力端子２とアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）３と遅延回路４（遅延手段）と周波数補正部５（周波数特性補正手段）と利得調整部６（振幅調整手段）と選択回路７とデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）８とアンプ９とスピーカ選択回路１０（選択手段）とテスト信号生成回路１１と遅延量検出部１２と振幅検出部１３とアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１４と制御部１５とメモリ１６とを含んで構成される。

また、図１に示すとおり、音声再生装置１には、スピーカ１７が接続される。スピーカ１７は、スピーカユニット１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７、および１７ｆを含んで構成される。なお、スピーカユニットの概観は、図２に示すとおり、六面体の形状であり、６つの各面にスピーカユニット１７ａ〜ｆが配置されている。

図２は、音声再生システム１００の構成を示す図である。図２に示すとおり、音声再生装置１は、スピーカ１７、１７’とマイク１８と共に、音声再生システム１００を構成している。本実施の形態では、音声再生装置１は、無線により音声信号をスピーカ１７および１７’に供給する。また、同様に、音声再生装置１は、無線によりマイク１８からの音声信号を受信する。しかしながら、音声再生装置１は、スピーカ１７、１７’およびマイク１８と、通信用のケーブルによって接続された構成であってもよく、特に限定はされない。また、本実施の形態では、音声再生装置１は、外部から音声信号が入力される構成であるが、コンパクトディスクやカセットテープの再生機能を備えた構成であってもよく、特に限定はされない。

本実施の形態では、音声再生システム１００は、ステレオ再生システムとして構成されており、音楽再生装置１には、Ｌチャンネルのオーディオ信号とＲチャンネルのオーディオ信号とが入力される。スピーカ１７は、Ｌチャンネルのオーディオ信号に基づいて音声を出力し、スピーカ１７’はＲチャンネルのオーディオ信号に基づいて音声を出力する。また、マイク１８は、スピーカ１７および１７’から出力される音声を収音して、電気的な音声信号に変換することができる。なお、本実施の形態では、六面体のスピーカ１７を構成するスピーカユニット１７ａ〜ｆには、同一のＬチャンネル信号が供給される。同様にスピーカ１７’を構成するスピーカユニット１７’ａ〜ｆには、同一のＲチャンネル信号が供給される。

以下に、音声再生装置１を構成する各部の機能の概要について説明する。なお、図１では、簡単のため、スピーカ１７のみが示されており、Ｌチャンネルのオーディオ信号の音声再生を制御する構成についてのみ示されているが、音声再生装置１は、Ｒチャンネルのオーディオ信号の音声再生についても同様の構成によって制御する。

入力端子２は、外部からのオーディオ信号を音声再生装置１に入力するための端子である。ＡＤＣ３は、入力端子２を介して入力されたアナログ信号であるＬチャンネルのオーディオ入力信号を、Ｌチャネルのデジタル信号（以下では、Ｌｃｈ信号と称する）に変換し、遅延回路４に出力する。なお、音楽再生装置１では、Ｒチャンネルのオーディオ入力信号は、Ｒチャネルのデジタル信号（以下では、Ｒｃｈ信号と称する）に変換される。

遅延回路４は、Ｌｃｈ信号を遅延させて周波数特性補正部５に出力する。周波数特性補正部５は、Ｌｃｈ信号の周波数特性を補正して、利得調整部６に出力する。周波数特性補正部５は、所望の周波数特性が得られるように、Ｌｃｈ信号にフィルタを施し、特定の周波数領域におけるＬｃｈ信号のゲインを調整する。利得調整部６は、Ｌｃｈ信号全体の利得を調整し、選択回路７に出力する。また、音声再生装置１では、テスト信号生成回路１１が生成するテスト信号に基づいてスピーカ１７を介してテスト音声が再生される。このとき、テスト信号生成回路１１は、テスト信号を選択回路７に出力する。なお、テスト信号を表すテスト信号データは、メモリ１６に格納されており、制御部１５によって、テスト信号生成回路１１に供給される。また、本実施の形態では、テスト信号は、スピーカユニット１７ａ〜ｆに時分割で供給される１つの信号として生成される。

選択回路７は、制御部１５からの制御信号に基づき、利得調整部６からのＬｃｈ信号とテスト信号生成回路１１からのテスト信号とのいずれを出力するかを選択し、選択した信号をＤＡＣ８に出力する。ＤＡＣ８は、選択回路７において、デジタル信号であるＬｃｈ信号が選択された場合、アナログのＬｃｈ信号に変換してアンプ９に出力する。また、ＤＡＣ８は、デジタル信号であるテスト信号が選択された場合、アナログのテスト信号に変換してアンプ９に出力する。アンプ９は、Ｌｃｈ信号あるいはテスト信号を増幅し、スピーカ選択回路１０に出力する。そして、アンプ９からＬｃｈ信号が出力される場合、スピーカ選択回路１０は、制御部１５からの制御信号に応じて、スピーカ１７を構成するスピーカユニット１７ａ〜ｆのうち、Ｌｃｈ信号に基づいて音声を出力するスピーカユニットを選択する。また、本実施の形態では、アンプ９からテスト信号が出力される場合、スピーカユニット１７ａ〜ｆに供給するテスト信号が１つの信号によって時分割で供給される構成である。この場合、スピーカ選択回路１０において、制御部１５からの制御信号に基づいて、各スピーカユニットに対応するテスト信号が供給されているタイミングに応じて、テスト音声を出力するスピーカユニットを順次切り替える。

マイク１８は、スピーカ１７から出力されるテスト音声（すなわち、スピーカユニット１７ａ〜ｆから順次出力されるテスト音声）を収音し、電気的な信号（以下では、受信信号と称する）に変換し、マイク用の入力インターフェース（図示せず）を介して、ＡＤＣ１４に出力する。ＡＤＣ１４は、上記の受信信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、振幅検出部１３に出力する。さらに、振幅検出部１３は、スピーカユニット１７ａ〜ｆから出力されて、マイク１８によって収音されたテスト音声の受信信号うち、振幅の最大値を検出し、制御部１５に検出結果を出力すると共に、受信信号を遅延量検出部１２に出力する。また、遅延量検出部１２は、各スピーカユニットからのテスト音声の受信信号について、テスト音声の原信号であるテスト信号に対する遅延量を検出し、制御部１５に検出結果を出力する。本実施の形態では、遅延量検出部１２と振幅検出部１３と制御部１５とは、マイクロコンピュータによって実現される。なお、遅延量検出部１２と振幅検出部１３とは、専用の回路として構成されてもよく、特に限定はされない。

そして、本発明に係る音声再生装置１は、スピーカ１７を構成するスピーカユニット１７ａ〜ｆのうち、音声を出力するスピーカユニットとして、聴取者の位置にもっとも近いスピーカユニットを選択する構成に特徴を有している。

本実施の形態では、マイク１８は、ユーザの聴取位置に設置されており、音声再生装置１は、振幅検出部１３からの最大値の検出結果、あるいは、遅延量検出部１２からの遅延量の検出結果に基づいて、スピーカ選択回路１０（選択手段）において、音声を出力するスピーカユニットとして、マイク１８から最も近くのスピーカユニットを選択する構成である。ここで、特許請求の範囲における検出手段は、遅延量検出部１２、振幅検出部１３、および、制御部１５によって実現される。

また、本発明に係る音声再生装置１は、複数のスピーカユニットからなるスピーカを複数台用いて音声出力する場合に、振幅検出部１３からの最大値の検出結果、あるいは、遅延量検出部１２からの遅延量の検出結果に基づいて、遅延回路４におけるＬｃｈ信号の遅延、周波数特性補正部５におけるＬｃｈ信号の周波数特性の補正、および、利得調整部６におけるＬｃｈ信号の利得の調整を行うことにより、スピーカ間の音声出力を制御する構成においても特徴を有している。

以下に、本発明に係る音声再生装置１の特徴的な構成について、より詳細に説明する。

（スピーカユニットの選択）
本発明に係る音声再生装置１では、音声を出力するスピーカユニットの選択を行う場合、テスト信号に基づいて各スピーカユニットからテスト音声を出力し、それをマイク１８によって収音して得られる受信信号を用いて検出する。

図３は、聴取位置に最も近いスピーカユニットの検出を説明するための図であり、（ａ）はスピーカ１７を構成する各スピーカユニット１７ａ〜ｆに供給されるテスト信号の時間波形を示す図であり、（ｂ）はマイク１８における受信信号の時間波形を示す図である。

図３（ａ）、（ｂ）の横軸は時間を示している。図３（ａ）に示すとおり、スピーカユニット１７ａ〜ｆに供給される各テスト信号は、いずれも正弦波の１周期分であり、波形そのものは同一であるが、位相はスピーカユニット１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆに供給されるテスト信号の順に遅れている。すなわち、テスト信号に含まれる正弦波の１周期分は、時間的に、スピーカユニット１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆの順に供給される。また、上述のとおり、メモリ１６には、テスト信号を表すテスト信号データが格納されているが、テスト信号データは、例えば、テスト信号そのものを表す音声信号データが圧縮されて記憶されてもよいし、あるいは、テスト信号の振幅や周波数などを表すパラメータとして記憶されていてもよく、特に限定はされない。

テスト音声が再生される場合、制御部１５は、メモリ１６からテスト信号データを読み出し、テスト信号生成回路１１に供給する。そして、テスト信号生成回路１１は、供給されたテスト信号データに基づいてテスト信号を生成する。例えば、テスト信号データが圧縮された音声信号データの場合には、テスト信号生成回路１１は、デコード処理を行い、音声信号の伸張処理を行う。また、テスト信号データがパラメータの場合には、テスト信号生成回路１１は、パラメータによって指定された波形の信号を生成する。

また、この場合、制御部１５は、選択回路７に、テスト信号を出力することを指示する制御信号を供給する。これにより、選択回路７は、テスト信号を出力し、スピーカ選択回路１０には、ＤＡＣ８およびアンプ９を介して、アナログのテスト信号が供給される。

なお、上述のとおり、スピーカユニット１７ａ〜ｆに供給するテスト信号が１つの信号によって時分割で供給される構成であり、制御部１５は、スピーカ選択回路１０に対し、各スピーカユニットに対応するテスト信号が供給されているタイミングに応じて、テスト音声を出力するスピーカユニットの切替を指示する制御信号を供給する。

また、テスト音声の再生は、ユーザが音声再生装置１に対して聴取を開始する操作を行ったことをきっかけに行われる構成であっても良いし、図示しないリモートコントローラなどを用いてユーザが操作に応じて行われる構成であってもよく、特に限定はされない。

さらに、スピーカユニット１７ａ〜ｆは、図３（ａ）に示すテスト信号に基づいて、順次、テスト音声を出力する。そして、マイク１８は、スピーカ１７ａ〜ｆが出力するテスト音声を収音し、図３（ｂ）に示す受信信号に変換する。図３（ｂ）に示す受信信号は、マイク１８が図２に示す位置に配置されている場合の例を示している。すなわち、図３（ｂ）に示す受信信号は、マイク１８がスピーカ１７を構成するスピーカユニット１７ａの正面に配置されている場合の波形を示している。図３（ｂ）に示すとおり、受信信号は、振幅の異なる正弦波の１周期分の波形を６つ含んでいる。図３（ｂ）に示す各正弦波の１周期分の波形は、左から順に、スピーカユニット１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆから出力されたテスト音声に対応している。

ここで、上述のとおり、マイク１８は、スピーカ１７を構成するスピーカユニット１７ａの正面に配置されている。つまり、スピーカユニット１７ａは、ユーザの聴取位置であるマイク１８の最も近くに位置している。一方、スピーカユニット１７ｃは、スピーカ１７において、マイク１８に対して背面に位置しており、ユーザの聴取位置から最も離れたところに位置している。

そして、図３（ｂ）に示すとおり、各スピーカユニットからのテスト音声に対応する受信信号の波形のうち、マイク１８の最も近くに位置するスピーカユニット１７ａに対応する波形の振幅が最大となっており、マイク１８から最も離れたところに位置するスピーカユニット１７ｃに対応する波形の振幅が最小となっている。つまり、受信信号に含まれる波形のうち、振幅が最大の波形に対応するスピーカユニットが、ユーザの聴取位置であるマイク１８の最も近くに位置していることがわかる。

そこで、本発明に係る音声再生装置１では、マイク１８からの受信信号がＡＤＣ１４においてアナログ信号からデジタル信号に変換された後、振幅検出部１３に供給され、振幅検出部１３が、受信信号に含まれる波形のうち、振幅が最大の波形を検出する。そして、振幅検出部１３は、振幅が最大の波形に対応するスピーカユニットを表すスピーカユニット検出情報を、制御部１５に出力する。これにより、音声再生装置１では、ユーザの聴取位置の最も近くに位置しているスピーカユニットが検出されることになる。

さらに、制御部１５は、スピーカ選択回路１０に対して、上記スピーカユニット検出情報によって指定されるスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択することを指示する制御信号を出力する。そして、スピーカ選択回路１０は、制御部１５からの上記制御信号に従って、スピーカユニットを選択する。

つまり、図３（ｂ）に示す例では、振幅検出部１３は、スピーカユニット１７ａに対応する波形の振幅が最大であることを検出する。そして、振幅検出部１３は、スピーカユニット検出情報として、スピーカユニット１７ａを表す情報を、制御部１５に出力する。さらに、制御部１５は、スピーカ選択回路１０に対して、スピーカユニット１７ａを、音声を出力するスピーカユニットとして選択することを指示する制御信号を出力する。そして、スピーカ選択回路１０は、制御部１５からの制御信号に従い、スピーカユニット１７ａを選択する。これにより、本実施の形態に係る音声再生装置１では、スピーカ１７を構成するスピーカユニット１７ａ〜ｆのうち、スピーカユニット１７ａからのみ、音声が出力されることになる。

上記の構成は、受信信号に含まれる波形の振幅に基づいて、ユーザの聴取位置に最も近いスピーカユニットを検出する構成であるが、各スピーカユニットに供給されるテスト信号に対する受信信号の遅延量に基づいて、ユーザの聴取位置に最も近いスピーカユニットを検出する構成とすることも可能である。この構成について、より詳細に説明すれば、以下のとおりである。

本発明に係る音声再生装置１では、マイク１８からの受信信号がＡＤＣ１４においてアナログ信号からデジタル信号に変換された後、振幅検出部１３に供給される。さらに、振幅検出部１３は、上記の受信信号を遅延量検出部１２に出力する。また、テスト信号生成回路１１は、各スピーカユニットから出力されるテスト音声の原信号であるテスト信号を遅延量検出部１２に出力する。

そして、遅延量検出部１２は、各スピーカユニットから出力されるテスト音声の受信信号について、原信号のテスト信号に対する遅延量を検出する。この遅延量は、スピーカユニットとマイク１８との距離が近い方が小さくなる。したがって、この遅延量が最小となる受信信号に対応するスピーカユニットが、マイク１８の位置（すなわち、聴取位置）から最も近くに位置していることになる。

本実施の形態では、遅延量検出部１２は、図３（ａ）に示す各スピーカユニットに供給されるテスト信号と、図３（ｂ）に示す各スピーカユニットから出力されるテスト音声のマイク１８における受信信号とを比較し、スピーカユニットごとにテスト信号に対する受信信号の遅延量を検出する。そして、遅延量検出部１２は、最も遅延量の小さいスピーカユニットを表すスピーカユニット検出情報を、制御部１５に出力する。これにより、音声再生装置１では、ユーザの聴取位置の最も近くに位置しているスピーカユニットが検出されることになる。つまり、図３（ｂ）に示す例では、スピーカユニット１７ａの遅延量が最も小さいため、遅延量検出部１２は、スピーカユニット検出情報として、スピーカユニット１７ａを表す情報を、制御部１５に出力する。

さらに、制御部１５は、スピーカ選択回路１０に対して、上記スピーカユニット検出情報によって指定されるスピーカユニット１７ａを、音声を出力するスピーカユニットとして選択することを指示する制御信号を出力する。そして、スピーカ選択回路１０は、制御部１５からの上記制御信号に従って、スピーカユニット１７ａを選択する。これにより、本実施の形態に係る音声再生装置１では、スピーカ１７を構成するスピーカユニット１７ａ〜ｆのうち、スピーカユニット１７ａからのみ、音声が出力されることになる。

これにより、スピーカユニット１７ａ〜ｆによって構成される１つのスピーカ１７において、複数のスピーカユニットから音声が出力されることはない。そのため、聴取位置には、スピーカ１７から、振幅や位相が異なる複数の音声が到達することはない。しかも、スピーカ１７を構成する複数のスピーカユニット１７ａ〜ｆのうち、利用者の聴取位置に最も近いスピーカユニット１７ａから音声が出力されるため、壁や床などによる反射の影響を低減できる。したがって、聴取位置において、振幅や位相が異なる複数の音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

（２個スピーカ間の調整）
本発明に係る音声再生装置１は、上述のとおり、複数のスピーカユニットからなるスピーカにおいて、聴取位置に最も近いスピーカユニットからのみ音声を出力する。さらに、本発明に係る音声再生装置１は、複数のスピーカユニットからなるスピーカを複数含んで構成される音声再生システムにおいて、スピーカ間の音声出力を制御する。

以下では、図２に示すステレオ音声再生システムを構成するスピーカ１７と１７’との間における音声出力を調整する構成について説明する。

図４は、図２に示すステレオ再生システムを構成するスピーカ１７および１７’と聴取者との位置関係を示す図である。図４に示すとおり、マイク１８の設置位置（すなわち、聴取位置）は、スピーカ１７の正面であり、スピーカ１７’よりもスピーカ１７に近い。なお、図４に示す聴取者の位置には、図２に示すとおりマイク１８が設置される。

また、図２に示すとおり、スピーカ１７および１７’は、いずれも、６つのスピーカユニットによって構成される六面体スピーカである。そして、スピーカ間の音声出力を調整する場合、音声再生装置１は、先に、上述した方法によって、スピーカ１７および１７’のそれぞれについて、聴取位置に最も近いスピーカユニットを検出し、音声を出力するスピーカユニットとして選択しておく。つまり、スピーカ１７および１７’からは、６つのスピーカユニットのうち、１つのスピーカユニットからのみ、音声が出力される。

そして、本発明に係る音声再生装置１では、スピーカ間の音声出力を調整する場合、テスト信号に基づいて各スピーカからテスト音声を出力し、それをマイク１８によって収音して得られる受信信号を用いて調整する。

図５は、２つのスピーカ間における音声出力の制御について説明するための図であり、（ａ）はスピーカ１７および１７’に供給されるテスト信号の時間波形を示す図であり、（ｂ）はスピーカ１７および１７’から出力されたテスト音声のマイク１８における受信信号の時間波形を示す図である。

図５（ａ）、（ｂ）の横軸は時間を示している。図５（ａ）に示すとおり、スピーカ１７および１７’に供給される各テスト信号は、いずれも正弦波の１周期分であり、波形そのものは同一であるが、スピーカ１７’に供給されるテスト信号は、スピーカ１７に供給されるテスト信号に比べて、位相が遅れている。すなわち、テスト信号に含まれる正弦波の１周期分がスピーカ１７’に供給されるタイミングは、スピーカ１７に供給されるタイミングよりも遅れる。また、図３におけるテスト信号の説明と同様、メモリ１６には、テスト信号を表すテスト信号データが格納されている。

テスト音声が再生される場合、制御部１５は、メモリ１６からテスト信号データを読み出し、テスト信号生成回路１１に供給する。そして、テスト信号生成回路１１は、供給されたテスト信号データに基づいてテスト信号を生成する。

また、この場合、制御部１５は、選択回路７に、テスト信号を出力することを指示する制御信号を供給する。これにより、選択回路７は、テスト信号を出力し、スピーカ選択回路１０には、ＤＡＣ８およびアンプ９を介して、図５（ａ）に示すアナログのテスト信号が供給される。そして、スピーカ１７は、図５（ａ）に示すテスト信号に基づいて、テスト音声を出力する。

なお、図１には、スピーカ１７のみが示されているが、同様の構成によって、スピーカ１７’にも同じテスト信号が供給される。そして、スピーカ１７’は、図５（ａ）に示すテスト音声に基づいて、テスト音声を出力する。

そして、マイク１８は、スピーカ１７および１７’が出力するテスト音声を収音し、図５（ｂ）に示す受信信号に変換する。図５（ｂ）に示す受信信号は、図２に示すとおり、マイク１８がスピーカ１７’に比べてスピーカ１７に近い位置に配置されている場合の例を示している。図５（ｂ）に示すとおり、受信信号は、振幅の異なる正弦波の１周期分の波形を２つ含んでおり、それぞれ、スピーカ１７および１７’から出力されたテスト音声に対応している。

上述のとおり、マイク１８は、スピーカ１７’に比べてスピーカ１７に近い位置に設置されている。このため、図５（ｂ）に示す例では、スピーカ１７から出力されるテスト音声に対応する受信信号の振幅は、スピーカ１７’から出力されるテスト音声に対応する受信信号の振幅に比べて大きい。また、スピーカ１７のテスト信号に対する受信信号の遅延量は、スピーカ１７’のテスト信号に対する受信信号の遅延量に比べて小さい。

このため、同一の音声信号に基づいて、２つのスピーカから出力される音声は、聴取位置において、位相や振幅が異なる。したがって、聴取位置において、位相や振幅の異なる音声が合成されることになるため、ユーザの耳に到達する音の波形はなまり、明瞭性が失われる。

そこで、本発明に係る音声再生装置１では、同一の音声信号に基づいてスピーカ１７とスピーカ１７’とから出力される音声の波形が、聴取位置において、同一の波形となるように、スピーカ間における音声出力の調整を行う。以下では、音声再生装置１において、スピーカ間における音声出力の調整を行う構成について、より詳細に説明する。

マイク１８は、スピーカ１７および１７’が出力するテスト音声を収音し、図５（ｂ）に示す受信信号に変換する。さらに、音声再生装置１では、マイク１８からの受信信号がＡＤＣ１４においてアナログ信号からデジタル信号に変換された後、振幅値検出部１３に供給される。そして、振幅値検出部１３は、スピーカ１７から出力されるテスト音声に対応する受信信号の振幅（スピーカ１７からの受信信号の振幅と称す）と、スピーカ１７’から出力されるテスト音声に対応する受信信号の振幅（スピーカ１７’からの受信信号の振幅と称す）とを検出し、制御部１５に出力する。

制御部１５は、スピーカ１７からの受信信号の振幅と、スピーカ１７’からの受信信号の振幅との比率を算出し、メモリ１６に書き込む。そして、制御部１５は、スピーカ１７および１７’から音声を出力する場合、上記比率を用いて、聴取位置において、同一の音声信号に基づいてスピーカ１７および１７’から出力される音声の波形の振幅が同一になるように調整を行う。

例えば、図５（ｂ）に示すスピーカ１７からの受信信号の振幅が、スピーカ１７’からの受信信号の振幅の４倍である場合、制御部１５は、スピーカ１７に供給する音声信号のレベル値が、スピーカ１７’に供給する音声信号のレベル値の１／４になるように、利得調整部６を制御する。より具体的には、Ｌｃｈ信号およびＲｃｈ信号として、振幅が同一の音声信号が供給される場合、制御部１５は、Ｌｃｈ信号の利得を調整する利得調整部６に対し、利得を１／４に設定する指示を表す制御信号を供給し、Ｒｃｈ信号の利得を調整する利得調整部（図示せず）に対しては、利得を１に設定する指示を表す制御信号を供給する。あるいは、スピーカ１７’に供給する音声信号のレベル値が、スピーカ１７に供給する音声信号のレベル値の４倍になるように、制御部１５が利得調整部６を制御する構成であってもよく、特に限定はされない。

これにより、スピーカ１７および１７’から出力される音声は、聴取位置において、振幅が等しくなる。このため、聴取位置において、振幅の異なる音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

また、音声再生装置１では、上述のとおり、マイク１８からの受信信号が振幅値検出部１３に供給されるが、さらに、振幅値検出部１３は、受信信号を遅延量検出部１２に供給する。また、テスト信号生成回路１１は、各スピーカユニットから出力されるテスト音声の原信号であるテスト信号を遅延量検出部１２に出力する。

遅延量検出部１２は、図５（ａ）に示す各スピーカに供給されるテスト信号と、図５（ｂ）に示す各スピーカから出力されるテスト音声のマイク１８における受信信号とを比較し、スピーカごとにテスト信号に対する受信信号の遅延量を検出する。そして、遅延量検出部１３は、スピーカ１７のテスト信号に対する受信信号の遅延量（スピーカ１７’からの受信信号の遅延量と称す）と、スピーカ１７’のテスト信号に対する受信信号の遅延量（スピーカ１７’からの受信信号の遅延量と称す）とを制御部１５に出力する。

制御部１５は、スピーカ１７からの受信信号の遅延量とスピーカ１７’からの受信信号の遅延量との差分値を算出し、メモリ１６に書き込む。そして、制御部１５は、スピーカ１７および１７’から音声を出力する場合、上記差分値を用いて、聴取位置において、同一の音声信号に基づいてスピーカ１７および１７’から出力される音声の位相が同一になるように調整を行う。

例えば、図５（ｂ）に示すスピーカ１７からの受信信号の遅延量が、スピーカ１７’からの受信信号の遅延量に比べて０．１ｍｓ小さい場合、制御部１５は、スピーカ１７’に音声信号を供給するタイミングに対して、０．１ｍｓ遅れてスピーカ１７に音声信号を供給するように、遅延回路４を制御する。より具体的には、Ｌｃｈ信号およびＲｃｈ信号として、位相が同一の音声信号が供給される場合、制御部１５は、Ｌｃｈ信号の遅延を調整する遅延回路４に対し、Ｌｃｈ信号を０．１ｍｓ遅延させる指示を表す制御信号を供給し、Ｒｃｈ信号の遅延を調整する遅延回路（図示せず）に対しては、Ｒｃｈ信号を遅延させない指示を表す制御信号を供給する。あるいは、遅延回路４に対して、スピーカ１７に供給するＬｃｈ信号を０．２ｍｓ遅延させる指示を表す制御信号を供給し、Ｒｃｈ信号の遅延を調整する遅延回路（図示せず）に対して、スピーカ１７’に供給するＲｃｈ信号を０．１ｍｓ遅延させる指示を表す制御信号を供給する構成であってもよく、特に限定はされない。

これにより、スピーカ１７および１７’から出力される音声は、聴取位置において、位相が等しくなる。このため、聴取位置において、位相の異なる音声が合成されることがないため、聴取者の耳に到達する音圧波形のなまりを低減することができ、利用者は、明瞭な音質の音声を聴くことができるようになる。

また、音声再生装置１では、スピーカ１７および１７’から出力される音声の聴取位置における振幅周波数特性がフラット（略一定）となるように、スピーカ１７および１７’に供給する音声信号を補正できる。以下に、音声再生装置１において振幅周波数特性をフラットにするための処理について説明する。

はじめに、音声再生装置１は、テスト信号に基づいてスピーカ１７から出力された音声をマイク１８によって収音し、得られた受信信号から聴取位置における振幅周波数特性を測定する。より具体的には、例えば、テスト信号としてサイン波形の周波数スイープ信号をスピーカ１７に供給し、そのスイープ信号に基づいて出力される音声をマイク１８によって収音し、得られた受信信号の振幅を振幅検出部１３が検出していくことによって、聴取位置における音圧の周波数特性が得られる。通常、スピーカの特性や周辺の環境によって、ある周波数帯域の音圧は、上がったり、下がったりしており、振幅周波数特性はフラットにはなっておらず、ピークやディップを含む。なお、振幅周波数特性を測定する構成としてはスイープ信号以外のテスト信号を用いる構成であってもよく、特に限定はされない。

振幅検出部１３は、検出した受信信号の振幅を制御部１５に出力する。制御部１５は、スピーカ１７から出力される音声の聴取位置における振幅周波数特性のデータをメモリ１６に記憶する。また、制御部１５は、テスト信号に基づいて測定した振幅周波数特性の逆特性のフィルタを算出する。

そして、外部から入力される音声信号に基づいてスピーカ１７から音声を出力する場合、制御部１５は、周波数特性補正部５に対して、算出した逆特性のフィルタを音声信号に対して適用することを指示する制御信号を供給する。周波数特性補正部５は、複数バンドのイコライザー（ＩＩＲフィルタ）として構成されて、制御部１５からの制御信号に応じて音声信号に逆特性を付与する構成であってもよいし、あるいは、ＦＩＲフィルタとして構成されて、制御部１５から補正特性（すなわち逆特性）を表すフィルタ係数を取得し、音声信号に対して畳み演算を実行する構成であってもよく、特に限定はされない。また、周波数特性補正部５において、全周波数帯域の振幅周波数特性が補正される構成であってもよいし、可聴周波数帯域においてのみ振幅周波数特性が補正される構成であってもよく、特に限定はされない。

そして、スピーカ１７から出力される音声の振幅周波数特性を補正した後、スピーカ１７’から出力される音声についても、同様の処理によって、振幅周波数特性を補正する。

これにより、スピーカ１７および１７’から出力される音声の聴取位置における振幅周波数特性の上がり下がり（すなわち、ピークやディップ）が打ち消され、周波数に対して平坦な音圧特性（すなわち振幅周波数特性）に補正することが可能となるため、聴取位置において、より原音に忠実に音声を再生できる。

本実施の形態では、２個の六面体スピーカによる音声出力を制御する構成について説明したが、本発明に係る音声再生装置１によって制御されるスピーカは２個に限られない。例えば、音声再生装置１は、２個の六面体スピーカによる音声出力を制御する場合と同様の方法によって、１個の六面体スピーカによる音声出力を制御する構成であってもよいし、あるいは、６個の六面体スピーカによる音声出力を制御する構成であってもよい。

図６は、６個の六面体スピーカによって音声を再生する場合の様子を示す図であり、（ａ）は、１つのスピーカにおいて、聴取者の位置に最も近い位置スピーカユニットが選択されることを示す図であり、（ｂ）は、６個の各スピーカにおいて、スピーカを構成する６つのスピーカユニットのうち、聴取者の位置に最も近いスピーカユニットから音声が出力されていることを示す図である。

図６に示す構成では、左チャンネル（Ｌｃｈ）、センターチャンネル（Ｃｃｈ）、右チャンネル（Ｒｃｈ）、右サラウンドチャンネル（ＲＳｃｈ）、サブウーハーチャンネル（ＳＷ）、および、左サラウンドチャンネル（ＬＳｃｈ）の各音声信号を出力するスピーカが用意されている。

６個の六面体スピーカによって音声を出力する場合においても、２個の六面体スピーカによって音声を出力する場合と同様、音声再生装置１は、各六面体スピーカについて、六面体スピーカを構成するスピーカユニットのうち、ユーザの聴取位置に最も近いスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する。

図６（ａ）に示す例では、破線で囲まれているＬｃｈの音声信号を出力する六面体スピーカにおいて、破線の矢印によって表される音声に比べて、実線の矢印によって表される音声は、聴取位置における波形の振幅が最も大きく、遅延量が最も小さい。したがって、音声再生装置１は、図６（ａ）に示す破線で囲まれた六面体スピーカにおいて、実線の矢印によって表される音声を出力するスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する。

さらに、音声再生装置１は、Ｃｃｈ、Ｒｃｈ、ＲＳｃｈ、ＳＷ、および、ＬＳｃｈの音声信号を出力する各六面体スピーカについても、順次、聴取位置に最も近いスピーカユニットを選択する。

これにより、図６（ｂ）に示すとおり、６個の各スピーカにおいて、スピーカを構成する６つのスピーカユニットのうち、聴取者の位置に最も近いスピーカユニットのみから音声が出力されることになる。

さらに、音声再生装置１は、６個の六面体スピーカについて、スピーカ間における音声出力の調整を行う。すなわち、音声再生装置１は、２個の六面体スピーカによる音声出力を制御する場合と同様の方法によって、ユーザの聴取位置において、各六面体スピーカから出力される音声の波形の振幅（すなわち、音圧）や原信号からの遅延量（すなわち、位相差）や周波数特性が同じになるように、６個の六面体スピーカからの音声出力を調整する。

また、本発明に係る音声再生装置１は、六面体のスピーカを制御する構成に限定されることはなく、複数のスピーカユニットを含んで構成される各種のスピーカを制御することが可能であり、特に限定はされない。

なお、本発明の構成について、以下のように表現することも可能である。

また、本発明の構成では、１つの筐体に音の放射方向を変えた複数個のスピーカユニットを組み込み、かつ、各々のスピーカユニットを独立に駆動し、音圧や周波数特性も独立に制御することで、視聴位置に最適な音質環境を実現する。

また、本発明の構成では、上記、各々のスピーカユニットから個々にテスト信号を出力し、視聴位置に置かれた集音用マイクによって検出した信号の振幅を求めることで、どのスピーカユニットが視聴者の方向を向いているかを検出する。

また、本発明の構成では、上記の方法で求めたスピーカユニットと視聴者の位置関係から視聴者に最も近い位置にあるスピーカを一つ選択する。

また、本発明の構成では、上記の方法で調整済みの「複数個のスピーカユニットを組み込んだ筐体」が２個以上存在する場合、再度テスト信号を加え筐体間の音量バランスと遅延を視聴位置で最適になるよう調整する。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

最後に、音声再生装置に含まれる各ブロック、特に遅延量検出部１２、振幅検出部１３、および、制御部１５は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、音声再生装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである音声再生装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記音声再生装置に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、音声再生装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明に係る音声再生装置は、複数のスピーカユニットによって構成されるスピーカを用いて音声出力を行う音声再生装置に適用でき、特に、多面体スピーカによって音声を出力する音声再生装置に好適である。

本発明に係る音声再生装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る音声再生システムの構成を示す図である。 本実施の形態における聴取位置に最も近いスピーカユニットの検出を説明するための図であり、（ａ）はスピーカ１７を構成する各スピーカユニットに供給されるテスト信号の時間波形を示す図であり、（ｂ）はマイクにおける受信信号の時間波形を示す図である。 図２に示すステレオ再生システムを構成する２個のスピーカと聴取者との位置関係を示す図である。 本実施の形態における２個のスピーカ間における音声出力の制御について説明するための図であり、（ａ）は２個のスピーカに供給されるテスト信号の時間波形を示す図であり、（ｂ）は２個のスピーカから出力されたテスト音声のマイクにおける受信信号の時間波形を示す図である。 ６個の六面体スピーカによって音声を再生する場合の様子を示す図であり、（ａ）は、１つのスピーカにおいて、聴取者の位置に最も近い位置スピーカユニットが選択されることを示す図であり、（ｂ）は、６個の各スピーカにおいて、スピーカを構成する６つのスピーカユニットのうち、聴取者の位置に最も近いスピーカユニットから音声が出力されていることを示す図である。 多面体スピーカにおいて再生される原音の波形と各スピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形とそれらの合成波形のイメージを示す図であり、（ａ）は原音の波形のイメージを示す図であり、（ｂ）は正面のスピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形のイメージを示す図であり、（ｃ）は側面のスピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形のイメージを示す図であり、（ｄ）は背面のスピーカユニットから出力される音の聴取位置における波形のイメージを示す図であり、（ｅ）は（ｂ）〜（ｄ）の波形を合成した波形のイメージを示す図である。

符号の説明

１ 音声再生装置
２ 入力端子
３ ＡＤＣ
４ 遅延回路（遅延手段）
５ 周波数特性補正部（周波数特性補正手段）
６ 利得調整部（振幅調整手段）
７ 選択回路
８ ＤＡＣ
９ アンプ
１０ スピーカ選択回路（選択手段）
１１ テスト信号生成回路
１２ 遅延量検出部（検出手段）
１３ 振幅検出部（検出手段）
１４ ＡＤＣ
１５ 制御部（検出手段）
１６ メモリ
１７ スピーカ
１７’ スピーカ
１７ａ〜ｆ スピーカユニット
１７’ａ〜ｆ スピーカユニット
１８ マイク
１００ 音声再生システム

Claims (14)

1. 複数のスピーカユニットからなる複数のスピーカを介して音声を再生する音声再生装置であって、
   上記スピーカごとに、当該スピーカを構成する上記複数のスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出手段と、
   上記スピーカごとに、上記検出手段によって検出された上記スピーカユニットを、当該スピーカにおける音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択手段とを備えていることを特徴とする音声再生装置。
2. 上記検出手段は、
   上記スピーカごとに、同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における振幅が最大の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することを特徴とする請求項１に記載の音声再生装置。
3. 上記検出手段は、
   上記スピーカごとに、同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における上記音声信号に対する遅延が最小の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することを特徴とする請求項１に記載の音声再生装置。
4. 上記の各スピーカにおいて上記選択手段によって選択された各スピーカユニットから出力される全ての音声の位相が、上記聴取位置において等しくなるように、それぞれのスピーカへの音声信号の供給を遅延させる遅延手段をさらに備えていることを特徴する請求項１〜３のいずれか１項に記載の音声再生装置。
5. 上記の各スピーカにおいて上記選択手段によって選択された各スピーカユニットから出力される全ての音声の振幅が、上記聴取位置において等しくなるように、それぞれのスピーカに供給される音声信号の大きさを変化させる振幅調整手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の音声再生装置。
6. 上記の各スピーカにおいて上記選択手段によって選択された各スピーカユニットから出力される全ての音声の振幅周波数特性が、上記聴取位置において、少なくとも可聴周波数帯域で略一定となるように、それぞれのスピーカに供給される音声信号に補正特性を付与する周波数特性補正手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の音声再生装置。
7. 複数のスピーカユニットからなるスピーカを介して音声を再生する音声再生装置であって、
   上記スピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出手段と、
   上記検出手段によって検出されたスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択手段とを備えていることを特徴とする音声再生装置。
8. 上記検出手段は、
   同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における振幅が最大の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することを特徴とする請求項７に記載の音声再生装置。
9. 上記検出手段は、
   同一の音声信号に基づいて上記複数のスピーカユニットから出力される音声のうち、上記聴取位置における遅延が最小の音声を出力するスピーカユニットを、上記聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットとして検出することを特徴とする請求項７に記載の音声再生装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の音声再生装置と、
    上記音声再生装置から出力された音声を収音し、収音した音声を電気的な受信信号に変換して、上記音声再生装置に出力するマイクとを含んでいることを特徴とする音声再生システム。
11. 複数のスピーカユニットからなる複数のスピーカを介して音声を再生する音声再生方法であって、
    上記スピーカごとに、当該スピーカを構成する上記複数のスピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出ステップと、
    上記スピーカごとに、上記検出手段によって検出された上記スピーカユニットを、当該スピーカにおける音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択ステップとを含んでいることを特徴とする音声再生方法。
12. 複数のスピーカユニットからなるスピーカを介して音声を再生する音声再生方法であって、
    上記スピーカユニットのうち、利用者の聴取位置の最も近くに位置するスピーカユニットを検出する検出ステップと、
    上記検出手段によって検出されたスピーカユニットを、音声を出力するスピーカユニットとして選択する選択ステップとを備えていることを特徴とする音声再生方法。
13. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の音声再生装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御プログラム。
14. 請求項１３に記載の制御プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images