JP4946305B2 - 音響再生システム、音響再生装置および音響再生方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数チャンネルのうちの一部の音声信号を仮想音源処理して音響再生するようにする音響再生装置、音響再生システムおよび音響再生方法に関する。

ホームシアターシステムと呼ばれる映像音響再生システムが普及しつつある。この映像音響再生システムにおいては、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）からの映像再生は、比較的大画面のディスプレイに表示して行なうと共に、音響再生は、マルチチャンネルサラウンド音声方式、最近は、５．１チャンネル方式を採用して、迫力のある映像および音響再生ができるようにしている。

５．１チャンネル方式の音響再生システムでは、リスナの前方（以下フロントという）、リスナの正面（以下センタという）、リスナの後方（以下リアという）、低域専用と、４種類のスピーカが必要で、低域専用のスピーカであるサブウーハは、本来、１００Ｈｚ以下の帯域をモノラルで受け持っている。その他のスピーカは、１００Ｈｚから２０ｋＨｚを受け持つ。

従来、５．１チャンネル方式の音響再生システムにおけるスピーカ配置は、図１３に示すようなものとされている。すなわち、図１３に示すように、リスナ４の前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカ１０ＦＬが、右側にフロント右チャンネル用スピーカ１０ＦＲが、また、正面にセンタチャンネル用スピーカ１０Ｃが、それぞれ配置される。

また、リスナ４の後方の、左側にリア左チャンネル用スピーカ１０ＲＬが、右側にリア右チャンネル用スピーカ１０ＲＲが、それぞれ配置される。さらに、適宜の位置に、ＬＦＥ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｆｆｅｃｔ）チャンネル用（低域専用）のサブウーハスピーカ１０ＳＷが配置される。

これらの６個のスピーカ１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０Ｃ，１０ＲＬ，１０ＲＲ，１０ＳＷは、それぞれスピーカボックス（箱）に取り付けられて、それぞれの位置に配置される。通常、前後の６個のスピーカは、リスナ４との距離ｄｓが、例えば２メートル程度とされて配置されることが多い。

従来の音響再生システムでは、例えば１５リットル程度のスピーカボックスが利用されていたフロント左右チャンネル用のスピーカは、１リットル前後の小さなボックスに変わり、サテライトスピーカとも呼ばれている。当然低域は出ないので、それを補助するためにサブウーハと呼ばれる低域専用のスピーカが1個追加されている。このように、サブウーハ以外のスピーカを小型のボックスとした場合には、サブウーハ１０ＳＷに供給する音声信号のクロスオーバ周波数は、１５０Ｈｚと、前記の１００Ｈｚよりも若干高めになっていることも多いが、かなり低い周波数であることには変わりはない。

このような配置のスピーカシステムで、ＤＶＤからの５．１チャンネルの音声信号を再生すると、当然のことであるが充分な低音が再生される。しかも、低域専用に再生側も特別にチャンネルを設けているので、映画などのソースでは従来にないほどの重低音が部屋中に響きわたり、迫力のある臨場感を得ることができる。

しかしながら、家が小さな日本の家屋では、マルチチャンネルサラウンド音声を音響再生するための上述したような６個のスピーカを配置するスペースを確保することができないと共に、６個のスピーカとアンプが必要であってコスト高となるという問題がある。

また、外部への音漏れによる騒音の問題がある。すなわち、通常の５．１チャンネルのスピーカ構成では、ＤＶＤの映像音響鑑賞において、迫力ある音を再生するためには、９０ｄＢ程度以上の音量を必要とする。したがって、リスナがマルチチャンネルサラウンドの効果を良好に得ようとした場合には、外部への騒音の問題を考慮する必要が生じる。

以上の問題を解決する手法の一つとして、例えば特許文献１（特開平９−３２７０９９号公報）および特許文献２（特開平１０−２２４９００号公報）に記載されているような仮想音源処理（仮想音像定位処理）がある。

これは、実際に配置されている２個のスピーカに供給する音声信号として、仮想音像定位させる位置にスピーカを配置したときのリスナの両耳までの伝達関数（頭部伝達関数）を畳み込んだ音声信号を生成するようにするものである。

この仮想音源処理を用いることにより、２個のスピーカのみにより、前記の５．１チャンネルのマルチチャンネルサラウンド音声を再生することができ、省スペースであって、コスト削減することができると期待できる。

上記の特許文献および非特許文献は、次の通りである。
特開平９−３２７０９９号公報 特開平１０−２２４９００号公報

上述した仮想音源処理を用いてマルチチャンネルサラウンド音声を実現できる音響再生システムを、出願人は、先に、特願２００６−２４３０２（平成１８年２月１日出願）として提供した。

この先に提案した発明においては、２個のスピーカは、リスナの耳の近傍に保持されるように構成されているので、スピーカを大音量で鳴らさなくても、リスナには大音量に聴こえるようにすることができる。このため、隣家に伝播される音声は軽減される。

さらに、先に提案した発明においては、この２個のスピーカにより、例えばマルチチャンネルサラウンド音声のフロントチャンネルの音声やリアチャンネルの音声が、仮想音源処理されて供給されて、それらのフロントチャンネルやリアチャンネルの音声が、音響再生される。このため、フロントチャンネル用スピーカやリアチャンネル用スピーカを設ける必要が無くなるという効果を奏する。

しかしながら、特に、リスナの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネル、つまり５．１チャンネルマルチサラウンド方式ではセンタチャンネル、について、仮想音源処理された音声信号によって音響再生された音像（仮想音像）の定位感が、実際に、当該チャンネル用として、そのチャンネルの音像定位位置に配置される実スピーカ（仮想音源処理された音声信号を再生するスピーカに対応する語として、実スピーカという語を使用することとする）を配置して、当該チャンネルの音声信号を、その実スピーカに供給して音響再生した場合に比べて悪化する問題がある。

つまり、センタチャンネルなど、リスナの正中面を含む面内を、音像定位位置とするチャンネルの音は、仮想音源処理による仮想音像としては、定位感が悪化するのである。

なお、この場合に、実スピーカは、例えばセンタチャンネルの場合に、当該センタチャンネルの音像の定位位置に載置されるセンタチャンネル用スピーカのみではなく、フロント左右２チャンネル用の実スピーカに、センタチャンネルの音声信号を等量加算して供給することにより、センタチャンネルの音像定位を得るようにする場合におけるフロント左右２チャンネル用の２個のスピーカを含むものとする。

この発明は、以上の点にかんがみ、上述の仮想音源処理におけるセンタチャンネルなどのリスナの正中面を含む面内を音像定位位置とするチャンネルの音像定位感の悪化の問題点を解決した音響再生システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、
リスナの正面を再生音像定位位置とするセンタチャンネルの音声信号が供給され、当該再生音像定位位置が前記リスナの正面となるように配置される第１のスピーカと、
前記リスナの正面を含む所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給され、前記リスナの両耳の近傍に保持される２個の第２のスピーカと、
前記センタチャンネルを含むマルチチャンネルサラウンド方式の音声信号である複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第２のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
前記センタチャンネルの音声信号から、前記センタチャンネルの音量を検出するとともに、前記センタチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号から、それらのチャンネルの音量を検出する音量検出手段と、
前記音量検出手段で検出された前記センタチャンネルの音量と、他のチャンネルの音量とを比較する音量比較手段と、
前記音量比較手段の比較結果に基づいて、前記センタチャンネルの音声信号と、前記他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御手段と
を備える音響再生システムを提供する。

上述の構成の請求項１の発明による音響再生システムにおいては、複数チャンネルのうち、リスナの正面を再生音像定位位置とするセンタチャンネル用には、第１のスピーカとして実スピーカが配置される。また、仮想音源処理された複数のチャンネルの音声信号が供給される２個の第２のスピーカを設ける。

そして、音量検出手段で、センタチャンネルの音量を検出するとともに、このセンタチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号の音量を検出し、音量比較手段で、音量検出手段で検出されたセンタチャンネルの音量と、他のチャンネルの音量とを比較する。

そして、制御手段は、音量比較手段の比較結果に基づいて、センタチャンネルの音声信号と、他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する。

この制御手段による複数チャンネルの音声信号のゲイン制御により、仮想音源処理を用いて複数チャンネルを音響再生する場合においても、音像定位感が得にくいセンタチャンネルなどの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネルの音声の音像定位感を改善することができる。

この発明によれば、仮想音源処理を用いて複数チャンネルを音響再生する場合においても、音像定位感が得にくいセンタチャンネルなどの正中面を含む面内の位置を音像定位位置とするチャンネルの音声の音像定位感を改善することができる。

以下、この発明による音響再生システムの実施形態を、前述した５．１チャンネル方式のマルチチャンネルサラウンド音声を音響再生する場合を例に、図を参照しながら説明する。

以下に説明する実施形態は、ＤＶＤプレーヤで再生された映像信号および音声信号を用いて、映像監視および５．１チャンネルのサラウンド音声聴取を行う場合の例である。そして、この実施形態では、映像監視用としては、テレビ受像機の画面を用いるようにすると共に、このテレビ受像機が備える２個のスピーカと、リスナの両耳の近傍に設けた２個のスピーカとを用いて、５．１チャンネルのマルチサラウンド音響再生を実現するようにする。

図１は、この実施形態による音響再生システムの概要を示す図である。

図１に示すように、この実施形態の音響再生システムは、フロント左右２チャンネル用の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲを具備するテレビ受像機１と、ＤＶＤプレーヤ２と、音声信号出力装置部３と、リスナ４の両耳の近傍に設けられる２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２とを備えて構成されている。

この実施形態では、基本的には、５．１チャンネルサラウンド方式の、ＬＦＥ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｆｆｅｃｔ）チャンネルを除く、すべてのチャンネル音声を、仮想音源処理して、リスナ４の両耳の近傍に設けられる２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２により、音響再生するようにする。

しかし、前述の課題の欄でも述べたように、特にリスナ４の正中面を含む面内の位置に再生音像が定位すべきチャンネル音声、この場合にはセンタチャンネル音声を、仮想音像として定位させることが困難であるので、この実施形態では、センタチャンネル音声は、仮想音像として定位させるようにするだけでなく、実スピーカを用いても音響再生するようにする。

この場合に、この例では、センタチャンネル専用の実スピーカを設けるのではなく、テレビ受像機１が備えているフロント左右２チャンネル用（２チャンネルステレオ用）の２個のスピーカを用い、それらに、センタチャンネル音声信号を、１：１の割合で加算して、実スピーカによるセンタチャンネル音声の音像定位を実現するようにしている。

このようにするのは、一般に、ディスプレイはリスナ４のセンタに配置されるとともに、ディスプレイの両側にフロント左右２チャンネル用の実スピーカは配置するが、センタ用の実スピーカが、ディスプレイと同じセンタ位置に配置されることが少ないからである。

そして、この実施形態では、５．１チャンネルサラウンド音声のうちのフロント左右２チャンネルの音声も、仮想音源処理してリスナ４の耳の近傍の２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２により音響再生するとともに、テレビ受像機１の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲを実スピーカとして用いるようにする。

なお、このテレビ受像機１の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲは、テレビ受像機１の筐体に内蔵されていてもよいし、また、テレビ受像機１とは分離独立して設けられていても良い。

また、この実施形態では、リスナ４の両耳の近傍に設けられる２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２には、５．１チャンネルサラウンド音声のうちの低域音声再生用チャンネルも供給される。このため、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２は、ＬＦＥチャンネルも十分に再生することができるようなスピーカが好適である。

テレビ受像機１は、例えばテレビ放送信号を受信することができる機能を備え、受信したテレビ放送信号から、テレビ放送番組の映像信号および音声信号を再生し、テレビ受像機１の表示画面１Ｄに、テレビ放送番組の再生映像を表示すると共に、スピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲによりテレビ放送番組の再生音声を音響再生する。

ＤＶＤプレーヤ２は、ＤＶＤに記録されている映像信号および音声信号を再生して出力する。この例では、ＤＶＤプレーヤ２で再生された映像信号Ｖｉは、テレビ受像機１に供給されて、表示画面１Ｄに、前記再生映像信号Ｖｉによる再生映像が表示される。また、ＤＶＤプレーヤ２で再生された音声信号Ａｕは、この例では、音声信号出力装置部３に供給される。

音声信号出力装置部３は、この実施形態では、５．１チャンネルのマルチチャンネルサラウンド音声方式に対応するデコード機能を備え、テレビ受像機１で受信したデジタル放送番組の音声を５．１チャンネルサラウンド音声で再生する際には、リスナ４の両耳の近傍に設けられる第１および第２のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に供給する音声信号を生成して、それぞれ対応する各スピーカに供給するようにする。

また、音声信号出力装置部３は、ＤＶＤプレーヤ２で再生した映像および音声の再生時には、リスナ４の両耳の近傍に設けられる第１および第２のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に供給する音声信号のみではなく、テレビ受像機１の左右２チャンネル用の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに供給する音声信号を生成し、それぞれ対応する各スピーカに供給するようにする。

この実施形態では、音声信号出力装置部３は、テレビ受像機１の左右２チャンネル用の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに対しては、フロント左チャンネルの音声信号Ｌとセンタチャンネルの音声信号Ｃとの和信号（Ｌ＋Ｃ）およびフロント右チャンネルの音声信号Ｒとセンタチャンネルの音声信号Ｃとの和信号（Ｒ＋Ｃ）を供給する。

また、音声信号出力装置部３は、リスナ４の両耳の近傍の２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に対しては、後述するように、いわゆる仮想音源処理された音声信号を供給する。

［実施形態のスピーカ配置例］
次に、図２に、以上説明したこの実施形態における音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明する。

図２において、実線で示すように、この実施形態においては、実スピーカとしては、リスナ４の前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカ１１ＦＬが、右側にフロント右チャンネル用スピーカ１１ＦＲが、それぞれ配置されると共に、仮想音像定位用として、リスナ４の左右の耳の近傍において、２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２が、その振動板がそれぞれの耳に対向するように、リスナ４の頭部を挟んで配置される。

前述したように、リスナ４の前方のスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲは、この例では、テレビ受像機１に内蔵されているので、例えば小型のスピーカボックス１２ＦＬ，１２ＦＲの前面側（例えばテレビ受像機の前面パネル）をバッフル板として、それぞれ用のスピーカユニットが取り付けられたもので構成されている。これらのスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲは、どのチャンネルかを区別する必要がないときには、以下、フロントスピーカと称する。

センタスピーカ１１Ｃは、この例では、実際的には実スピーカとしては設けられないが、前述したように、フロント左右２チャンネルスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲに、センタチャンネルの音声信号が１：１の割合で加算されることで、センタチャンネルの音像は、実スピーカが図２で、一点差線で示すスピーカ１１Ｃに配置されているときと同様に定位するようにされている。そこで、この明細書では、スピーカ１１Ｃも実スピーカと呼ぶことにしている。

また、リスナ４の左右の耳の近傍において、リスナ４の頭部を挟んで配置される２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２は、そのスピーカユニットの振動板の前後から放射される音が混合可能となるように、当該スピーカユニットはスピーカボックスには収納されてはおらず、かつ、バッフル板に取り付けられてもいない。

そして、この実施形態では、前述したように、リスナ４の両耳の近傍の２個のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２には、ＬＦＥチャンネルの低域音声信号が共通に供給され、これらスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２から同相でＬＦＥチャンネルの低域音が放音されるようにされている。したがって、この実施形態では、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２は、サブウーハとなる。

また、この実施形態では、ＬＦＥチャンネル以外の５．１チャンネルの他のすべてのチャンネルの音声信号を仮想音源処理して、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に供給するようにする。

このように構成される結果、ＬＦＥチャンネルの低域音は、リスナ４の両耳の近傍で放音されるため、リスナ４には大音量で聴取されるが、リスナ４から離れた位置では、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２のスピーカユニットの振動板の前と後から出てくる音が、互いに１８０度位相が異なり、互いに打ち消し合うため、殆ど聴取されないようになる。これにより、従来のように低域の音が隣家にまで伝播して、迷惑をかけてしまうという事態を防止することができる。

低域の音の減衰を確かめるために、無響室において、図３に示すように、サブウーハ用とされる例えば１７センチメートルの口径のスピーカユニット１１ＳＷからの音を、スピーカユニット１１ＳＷから距離ｄだけ離れた位置のマイクロホン１４で収音して、その音圧レベルの周波数特性を測定したところ、図４に示すようなものとなった。この場合、スピーカユニット１１ＳＷは、ボックスに収納したりバッフル板に取り付けたりされてはいない。

図４における４個の周波数特性曲線は、同図に示すように、前記スピーカユニット１１ＳＷとマイクロホン１４との距離ｄが、それぞれｄ＝１０センチメートル、ｄ＝２０センチメートル、ｄ＝４０センチメートル、ｄ＝８０センチメートルの時のものである。

この図４から、スピーカユニットをボックスに入れない構成にすると、１ｋＨｚ以下の音はかなり減衰することが分かり、特に低域の音になるほどその減衰量が大きいことが確かめられた。

そして、この実施形態の場合、２個のスピーカ１１ＳＷ１，ＳＷ２と、リスナ４の左耳、右耳との間のそれぞれの距離ｄｓｗは、低域の音がリスナ４の耳にそれほど減衰されること無く伝達される距離、この例では、ｄｓｗ＝２０センチメートル程度とされる。

例えば、スピーカユニット１１ＳＷとリスナ４の耳までの距離を２メートルとした一般的なものに対して、この実施形態では、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２とリスナ４の両耳のそれぞれとの距離は、２０センチメートルとした場合、この実施形態の場合には、従来のものと比較して距離が１／１０になる。

このために、この実施形態において、リスナ４が同じ音圧を感じるために必要なエネルギーは、上述の一般的なものの場合の１/１００でよいことになる。つまり、上述の一般的な例で仮に１００Ｗ（ワット）のアンプを必要としていた場合には、この実施形態の場合には、１Ｗのアンプでも同じ音圧を感じることになる。

この実施形態では、スピーカに供給する音声信号出力の違いによるだけでも音の拡散が小さい上に、低い音、例えば２０Ｈｚ,３０Ｈｚ,４０Ｈｚ当たりになると、位相の点でキャンセルし、サブウーハのスピーカユニットのごく近傍以外ではほとんど音は聴こえなくなる。その一方で、ＤＶＤソフトに含まれる迫力ある音響効果は、この低音の帯域に大きなエネルギーを収録することで得るようにしてあるため、防音の効果はより大きくなる。

以上の構成により、低域音のみに注目して、当該低域音のみを減衰させることを考えた場合には、十分に効果が得られる。なお、同様にして、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２から、低域音以外の音を音響再生して放音する場合にも、上述と同様の防音効果を得ることができることは言うまでもない。

そこで、この実施形態では、ＬＦＥチャンネル以外の５．１チャンネルの他のすべてのチャンネルの音声信号を仮想音源処理して、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に供給するようにする。

すなわち、５．１チャンネルサラウンド音声の場合、図２にも示すように、ＬＦＥチャンネルのほかに、フロント左右２チャンネル、センタチャンネルおよびリア左右２チャンネルの５チャンネルの音声がある。

一般的には、スピーカボックスの前面側をバッフル板として、スピーカユニットが取り付けられたスピーカ１１ＦＬ´、１１ＦＲ´、１１Ｃ´およびスピーカ１１ＲＬ，１１ＲＲが、図２で、点線で示すように、リスナ４の前方（フロント）側および後方（リア）側に配置される。

この実施形態では、これらの各チャンネルの音声は、後述するように、仮想音源処理した音声信号とし、リスナ４の左右の耳に対向して配置されているスピーカ１１ＳＷ１、１１ＳＷ２に供給して音響再生する。

この場合、リスナ４の前方側のフロント左右２チャンネルおよびセンタチャンネルは、実スピーカによって音響再生させるものと、仮想音源処理された音声信号によりリスナ４の両耳の近傍に配置したスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２によって音響再生させるものとが、２重に存在することになる。

この実施形態では、このように構成すると共に、後述するように、実スピーカに供給する音声信号と、仮想音源処理されてスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給される音声信号とについて、センタチャンネルの音声信号が持つ音量に応じて、ゲイン制御することにより、特に、センタチャンネルの音像定位を、図２の実スピーカ１１Ｃの位置にすることができるようにして、音像定位感を改善するようにしている。

上述したように、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２は、リスナ４の耳までの距離が小さいので、ＬＦＥチャンネルに限らず、他のチャンネルの音声信号についても、その音域での放射エネルギーを小さくして、防音に寄与させることができる。

また、上述もしたように、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２の音圧は、当該スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２とリスナ４の耳との間の距離ｄｓｗが、一般的な例の２メートルに比べ２０センチメートルになることで２０ｄＢ下げることができるので、リア左右２チャンネル音声信号ＲＬ，ＲＲについても同様とすることができて、省エネルギーを実現することができる。

以上のことを考慮した、スピーカ配置の例としては、例えばマッサージチェアのような構造の椅子に、それぞれスピーカを設置する方法が考えられる。

図５は、その場合の一例であり、前述したリスナ４の両耳の近傍に配置されるべき２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２が、椅子に装着された構造とされたものを示す図である。

すなわち、この例においては、例えば、椅子２０は、飛行機のビジネスクラスのシートのような構造で、椅子２０の背もたれ部２１の頂部２１ａに、スピーカ保持具２２が取り付けられ、このスピーカ保持具２２に、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２が取り付けられて保持される。

図６（Ａ），（Ｂ）は、スピーカ保持具２２の一例を示す図である。このスピーカ保持具２２は、例えばアルミニュームなどの金属からなるパイプ２２１により構成されている。図６（Ｂ）に示すように、パイプ２２１は扁平のリング状に構成され、そのリングにより形成される空間に、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２と、さらに補助用のスピーカ１１ＳＷ３，１１ＳＷ４とが固定保持される構造となっている。

補助用のスピーカ１１ＳＷ３，１１ＳＷ４は、リスナ４の耳の横に配置されているスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２のみでは、聴感上、低域の音がパワー不足と感じられる場合があるので、当該パワー不足を補充するためのもので、これら補助用のスピーカ１１ＳＷ３，１１ＳＷ４は必須のものではない。

なお、これらの補助用のスピーカ１１ＳＷ３，１１ＳＷ４には、この実施形態では、低域音声信号（ＬＦＥ信号）のみを供給するようにしても良いし、これらの補助用スピーカ１１ＳＷ３，１１ＳＷ４にも、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２と同様にして、仮想音源処理した音声信号を供給するようにしてもよい。

パイプ２２１は、扁平なリング状形状に構成されており、かつ、そのリング状部分が、図６（Ａ）に示すように、リスナ４の顔の正面方向を除く頭部の横（左右の耳と対向する側）と頭部の後部とを囲むように、ほぼコ字状に構成されている。

そして、このリング状パイプ２２１には、椅子２０の背もたれ部２１に取り付けるための取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂが連結して設けられており、この取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂにより、椅子２０の背もたれ部２１に、例えば取り外し可能に取り付けられることができるようにされている。すなわち、例えば椅子２０の背もたれ部２１の頂部２１ａには、取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂが挿入嵌合する長孔（図示は省略）が設けられており、取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂが、当該背もたれ部２１の長孔に挿入嵌合されることにより、取り付け固定されるように構成されている。

そして、このコ字状のリング状パイプ２２１の、リスナ４が椅子に座ったときに、リスナ４の左右の耳と対向する位置に、それぞれスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２が、パイプ２２１に固定されて保持される。また、リスナ４の頭部の後方となるリング状パイプ位置に、補助用のスピーカ１１ＳＷ３，１１ＳＷ４が、パイプ２２１に固定されて保持される。

この例の場合、リスナ４が椅子２０に座ったとき、スピーカ１１ＳＷ１〜ＳＷ４と、リスナ４の頭部（特に耳）との距離は、例えば２０センチメートル程度となるように、構成されている。

そして、各スピーカ１１ＳＷ１〜１１ＳＷ４に供給されるチャンネルの音声信号は、この例では、音声信号出力装置部３から、それぞれ信号線（スピーカケーブル）を通じて供給されるように構成されている。

以上のようにして、図５に示した椅子２０にマルチチャンネル用スピーカを取り付けた、この実施形態の音響再生システムによれば、椅子２０に座ったリスナ４は、チャンネル数よりも少数のスピーカを用いて、大音量で、臨場感のあるマルチチャンネル音声を楽しむことができると共に、周囲への音の漏れを大幅に減少させることができる。

特に、この実施形態では、サブウーハ用のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２をボックスに収納せずにリスナ４の耳の近傍に配置するようにしたことにより、重低音が隣接した部屋に漏れるのを大幅に減衰させることができる。また、前述したように、サブウーハ用のチャンネル以外のリア左右チャンネルの音声も、このスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２により仮想音源処理して放音するようにしたので、その音声信号レベルを低くすることができるようにしたことにより、低音のみでなく、周囲への音の漏れのレベルをさらに低くすることができる。このため、例えば深夜のＤＶＤ鑑賞でも他者を気にせずに、十分な音量で楽しむことができる。

また、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２は、リスナの耳の近傍に配置したので、音声信号出力パワーは極端な場合、従来の場合の１/１００程度にすることができ、省エネルギー化ができ、また、ハードウエア（出力アンプ）のコストを大幅に引き下げることができる。さらに、音声出力パワーは、小さなパワーで済むことで、スピーカは大きなストロークを必要としない薄く、軽い、安価なスピーカを用いることができるという利点もある。また、音声出力パワーが小さくなることにより、発熱が減り、電源などの装置の小型化も出来るため、電池駆動も可能で、椅子等のデザインの中に埋め込むことが出来る。

したがって、トータルで音響再生システムの省エネルギー化が実現でき、かつ、鑑賞する人の満足度を落とさず、周りへの騒音も減らす音響再生システムを提供できるメリットがある。

通常の防音窓においても、５ｋＨｚで４５ｄＢ減衰できる性能があっても、１ｋＨｚでは３６ｄＢ、１００Ｈｚでは２０ｄＢまで落ちてくる。まして、５０Ｈｚ以下では、さらに減衰量は少なくなるため、この実施形態によるサブウーハの防音効果は著しく、部屋の防音工事までして、映像音響再生を楽しむことを考えると、その節約できる費用効果は非常に大きなものがある。

なお、音声信号出力装置部３は、椅子２０の座面の下などの所定の位置に設けるようにすることができる。その場合に、音声信号出力装置部３は、マルチチャンネル音声信号の供給源、ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕを、信号ケーブルを通じて受け取るように構成することもできるが、それでは、ＤＶＤプレーヤ２と椅子との間を信号ケーブルで接続しておく必要がある。そこで、ＤＶＤプレーヤ２に、電波や光を用いて、無線でマルチチャンネルの音声信号を送出する手段を設けると共に、音声信号出力装置部３に、当該無線送信されてくるマルチチャンネルの音声信号を受信する受信部を設けることで、ＤＶＤプレーヤ２と、椅子２０との間の信号ケーブルを不要とすることができる。

このように、ＤＶＤプレーヤ２などのマルチチャンネル音声信号の供給源からの音声信号出力を、電波や光で伝送するようにした場合には、ＤＶＤプレーヤ２などと音響再生システムとの間はコードレスとなり、例えば音響再生システムを装備した椅子２０は、自由に移動ができるという利点がある。

［実施形態における音声信号出力装置部３の構成例］
図７は、この実施形態における音声信号出力装置部３の構成例を示すブロック図である。この実施形態における音声信号出力装置部３は、音声信号処理部３００と、マイクロコンピュータからなる制御部１００とを備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１に対して、システムバス１０２を通じて、ソフトウエアプログラムなどが格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ワークエリア用のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４、複数個の入出力ポート１０５〜１０７、ユーザ操作インターフェース部１０８、頭部フロント伝達関数記憶部１０９、頭部リア伝達関数記憶部１１０、音量検出部１１１、音量比較部１１２、ゲイン制御信号生成部１１３などが接続されて構成されている。なお、ユーザ操作インターフェース部１０８は、音声信号出力装置部３に対して直接的に設けられるキー操作部などの他、リモートコマンダとリモコン受信部とで構成されるものを含むものである。

前述したように、この実施形態では、音声信号出力装置部３においては、ＤＶＤプレーヤ２から受信した音声信号Ａｕが、５．１チャンネルデコード部３０１に供給される。５．１チャンネルデコード部３０１では、音声信号Ａｕを受けて、チャンネルデコード処理をして、フロント左右チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒと、センタチャンネルの音声信号Ｃと、リア左右チャンネルの音声信号ＲＬ，ＲＲと、低域音声信号ＬＦＥとを出力する。

５．１チャンネルデコード部３０１からのフロント左チャンネルの音声信号Ｌは、ゲイン調整アンプ３１１を通じて加算部３０３に供給され、また、５．１チャンネルデコード部３０１からのフロント右チャンネルの音声信号Ｒは、ゲイン調整アンプ３１３を通じて加算部３０４に供給される。そして、５．１チャンネルデコード部３０１からのセンタチャンネルの音声信号Ｃは、ゲイン調整アンプ３１２を通じて加算部３０３および３０４に等量供給される。

そして、加算部３０３では、ゲイン調整アンプ３１１からのフロント左チャンネルの音声信号Ｌと、ゲイン調整アンプ３１２からのセンタチャンネルの音声信号Ｃとが加算され、その加算出力音声信号（Ｌ＋Ｃ）が、アンプ３０５を通じて音声出力端子３０７に導出される。この出力端子３０７に得られる音声信号は、テレビ受像機１の一方のスピーカ１１ＦＬに供給される。

また、加算部３０４では、ゲイン調整アンプ３１３からのフロント右チャンネルの音声信号Ｒと、ゲイン調整アンプ３１２からのセンタチャンネルの音声信号Ｃとが加算され、その加算出力音声信号（Ｒ＋Ｃ）が、アンプ３０６を通じて音声出力端子３０８に導出される。この出力端子３０８に得られる音声信号は、テレビ受像機１の他方のスピーカ１１ＦＲに供給される。

また、５．１チャンネルデコード部３０１からのフロント左チャンネルの音声信号Ｌは、ゲイン調整アンプ３１４を通じて加算部３１７に供給され、また、５．１チャンネルデコード部３０１からのフロント右チャンネルの音声信号Ｒは、ゲイン調整アンプ３１６を通じて加算部３１８に供給される。そして、５．１チャンネルデコード部３０１からのセンタチャンネルの音声信号Ｃは、ゲイン調整アンプ３１５を通じて加算部３１７および３１８に等量供給される。

そして、加算部３１７では、ゲイン調整アンプ３１４からのフロント左チャンネルの音声信号Ｌと、ゲイン調整アンプ３１５からのセンタチャンネルの音声信号Ｃとが加算され、その加算出力音声信号（Ｌ＋Ｃ）が、フロント伝達関数畳み込み回路３１９に供給される。

また、加算部３１８では、ゲイン調整アンプ３１６からのフロント右チャンネルの音声信号Ｒと、ゲイン調整アンプ３１５からのセンタチャンネルの音声信号Ｃとが加算され、その加算出力音声信号（Ｒ＋Ｃ）が、フロント伝達関数畳み込み回路３１９に供給される。

フロント伝達関数畳み込み回路３１９は、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部フロント伝達関数記憶部１０９に用意されている頭部フロント伝達関数を、５．１チャンネルデコード部３０１からのフロント左右２チャンネルの音声信号ＬとＲに対して、畳み込むようにする。

このため、フロント伝達関数畳み込み回路３１９では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部フロント伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。

また、５．１チャンネルデコード部３０１でデコードされて得られたリア左右２チャンネルの音声信号ＲＬ，ＲＲは、仮想音源処理部としてのリア伝達関数畳み込み回路３２０に供給される。

リア伝達関数畳み込み回路３２０は、フロント伝達関数畳み込み回路３１９と同様の構成を備えるもので、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部リア伝達関数記憶部１１０に用意されている頭部リア伝達関数を、５．１チャンネルデコード部３０１からのリア左右２チャンネルの音声信号ＲＬとＲＲに対して、畳み込むようにする。

このため、リア伝達関数畳み込み回路３２０では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部リア伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。

頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数は、この例では、予め、次のようにして測定されて求められ、頭部フロント伝達関数記憶部１０９および頭部リア伝達関数記憶部１１０のそれぞれに格納される。図８および図９は、頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数の測定方法を説明するための図である。

すなわち、図８に示すように、リスナ４の左右両耳の近傍に、左チャンネル測定用マイクロホン４１および右チャンネル測定用マイクロホン４２を設置する。次に、リスナ４の前方の、通常、フロント左チャンネル用スピーカおよびフロント右チャンネル用スピーカを配置するような場所（音像定位させたい場所）に、フロント左チャンネル用スピーカ１４ＦＬおよびフロント右チャンネル用スピーカ１４ＦＲを配置する。

そして、このフロント左チャンネル用スピーカ１４ＦＬで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン４１，４２で収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ１４ＦＬからの左右の耳までの伝達関数（フロント左チャンネルについての頭部フロント伝達関数）を測定する。

同様にして、フロント右チャンネル用スピーカ１４ＦＲで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン４１，４２で収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ１４ＦＲからの左右の耳までの伝達関数（フロント右チャンネルについての頭部フロント伝達関数）を測定する。

なお、頭部フロント伝達関数は、フロントスピーカＦＬおよびＦＲを、例えば、リスナ４の前方中央から左右に３０度で、２ｍの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。

また、図９に示すように、リスナ４の後方の、通常、リア左チャンネル用スピーカおよびリア右チャンネル用スピーカを配置するような場所（音像定位させたい場所）に、リア左チャンネル用スピーカ１４ＲＬおよびリア右チャンネル用スピーカ１４ＲＲを配置する。

そして、このリア左チャンネル用スピーカ１４ＲＬで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン４１，４２で収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ１４ＲＬからの左右の耳までの伝達関数（リア左チャンネルについての頭部リア伝達関数）を測定する。

同様にして、リア右チャンネル用スピーカ１４ＲＲで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホン４１，４２で収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ１４ＲＲからの左右の耳までの伝達関数（リア右チャンネルについての頭部リア伝達関数）を測定する。

なお、頭部リア伝達関数は、リアスピーカＲＬおよびＲＲを、例えば、リスナ４の後方中央から左右に３０度で、２ｍの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。

伝達関数について更に補足する。例えば図８の左前方から左耳に来る伝達関数を伝達関数Ａとする。次に耳の近傍にあるスピーカ１１ＳＷ１からマイク４１までの伝達関数を測定し得た伝達関数を伝達関数Ｂとする。そして、伝達関数Ｂに、ある伝達関数Ｘを掛けると伝達関数Ａになる様な伝達関数Ｘを求め、近傍のスピーカ１１ＳＷ１に送り込まれる信号音に、求めた伝達関数Ｘを畳み込めば、そのときにスピーカ１１ＳＷ１から放音される音は、あたかも左前方２ｍから来たように感じる訳である。図９の場合の頭部リア伝達関数に関しても同様である。

ただし、必ずしも伝達関数Ｘを求めればよい訳ではなく、場合により伝達関数Ａだけでもよいこともある。なお、以上の説明は、伝達関数の１つを代表して記述したが、図８および図９にも示されるように、伝達関数は、実際には複数あることは言うまでもない。

以上のようにして測定された頭部フロント伝達関数および頭部リア伝達関数が頭部フロント伝達関数記憶部１０９および頭部リア伝達関数記憶部１１０のそれぞれに記憶され、フロント伝達関数畳み込み回路３１９およびリア伝達関数畳み込み回路３２０に、入出力ポート１０６、１０７を通じて供給されて、フロント伝達関数畳み込み回路３１９およびリア伝達関数畳み込み回路３２０において畳み込まれる。

これにより、フロント伝達関数畳み込み回路３１９からの音声信号ＦＬ＊およびＦＲ＊を、両耳近傍に配置したスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に供給して音響再生したときには、リスナ４は、あたかも、図２で点線で示した前方の左右のフロントスピーカ１１ＦＬ´および１１ＦＲ´から音声が放音されたように、再生音声を聴取する。

また、リア伝達関数畳み込み回路３２０からの音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊を、両耳近傍に配置したスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に供給して音響再生したときには、リスナ４は、あたかも、図２で点線で示した後方の左右のリアスピーカ１１ＲＬおよび１１ＲＲから音声が放音されたように、再生音声を聴取する。

このときの仮想音源処理されたフロント音声信号ＦＬ＊およびＦＲ＊、また、リア左右チャンネルの音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊のレベルは、実スピーカであるスピーカ１１ＦＬ´およびＦＲ´、スピーカ１１ＲＬおよび１１ＲＲに供給する場合の信号レベルよりも、低いレベルでよい。スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２は、リスナ４の耳の近傍にあるからである。

この明細書では、上述の頭部伝達関数畳み込みにより、仮想的なスピーカ位置から音声が放音されるように聴取されることから、以上の処理を仮想音源処理と呼ぶものである。

以上のようにして、フロント伝達関数畳み込み回路３１９で仮想音源処理がなされて得られた音声信号ＦＬ＊およびＦＲ＊は、加算部３２１および３２２に供給される。また、リア伝達関数畳み込み回路３２０で仮想音源処理がなされて得られた音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊が、加算部３２１および３２２に供給されて、フロント伝達関数畳み込み回路３１９からの音声信号ＦＬ＊およびＦＲ＊と加算される。

そして、加算部３２１の加算出力が加算部３２３に供給され、また、加算部３２２の加算出力が加算部３２４に供給される。

加算部３２３および３２４には、５．１チャンネルデコード部３０１からの低域音声信号ＬＦＥが、遅延部３２５を通じて供給されて、加算部３２１からの加算出力および加算部３２２からの加算出力のそれぞれに加算される。

遅延部３２５の遅延量は、実スピーカとして配置されているフロント左右２チャンネル用のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲからの再生音声がリスナ４の耳に届くまで時間と、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２からの再生音声がリスナ４の耳に届くまでの時間を調整するためのものである。

この遅延部３２５の遅延量は、ＬＦＥチャンネルの音声にフロントチャンネルの音声が含まれている場合に、フロント左右チャンネルの音像定位が悪化することを防ぐためである。

すなわち、フロント側のスピーカは、小型のスピーカが用いられることが多いので、フロント左右チャンネルの音の低域の音は、ＬＦＥチャンネルに混ぜられることが多い。そして、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２は、リスナ４の耳の近傍にあり、フロント側のスピーカよりも早く音が耳に到達する。このため、リスナ４のフロント側に設けられた実スピーカと、リスナ４の耳元のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２との両方で、音響再生したときには、フロント左右チャンネルの音像定位が悪化するおそれがある。

これを改善するためには、フロント側の実スピーカからの音と、両耳の近傍のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２からの音の耳までの到達時間の遅延をなくすように、フロント左右２チャンネル用のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲからの再生音声がリスナ４の耳に届くまで時間と、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２からの再生音声がリスナ４の耳に届くまでの時間とが一致するように遅延部３２５の遅延量を調整するとよい。

この実施形態では、さらに進んで、センタチャンネルの定位感をより安定にするために、フロントチャンネル用スピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲからの再生音声の方が、リスナ４の耳に早く到達するように遅延部３２５の遅延量を調整して、ＬＦＥチャンネルの音声信号を、より遅延させるようにする。このようにすることで、ハース（Ｈａａｓ）効果によって、リスナ４は、フロント音声としては、あたかもスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲからの放音音声のみを聴取しているかのような状態とすることができる。

以上のようにして加算部３２３および３２４で加算された出力音声信号は、アンプ３２６および３２７を通じて、音声出力端子３２８および３２９に導出される。

これら音声出力端子は、リスナ４の耳の近傍に配置されているスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に接続されている。したがって、スピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２は、サブウーハとして、低域音声信号ＬＦＥを音響再生すると共に、仮想音源処理された５．１チャンネルの音声信号を音響再生する。

［センタチャンネルの音像定位の改善について］
この実施形態では、センタチャンネルの音声信号については、実スピーカによる音響再生と仮想音源処理した音声信号による音響再生とを併用すると共に、ゲイン調整アンプ３１１〜３１６のそれぞれをゲイン調整することにより、センタチャンネルの音像定位感を改善するようにする。

ゲイン調整アンプ３１１〜３１６のゲイン制御信号は、制御部１００の音量検出部１１１、音量比較部１１２およびゲイン制御信号生成部１１３が用いられて、次のようにして生成される。

すなわち、この実施形態では、５．１チャンネルデコード部３０１から出力される５．１チャンネルの音声信号のうち、ＬＦＥチャンネルの音声信号を除くチャンネルの音声信号は、音量検出部１１１に供給される。

音量検出部１１１では、これに供給される各チャンネルの音声信号をそれぞれ全波整流して、各チャンネルの音量（音声信号レベル）を検出する。そして、音量検出部１１１は、検出した各チャンネルの音量をシステムバス１０２に出力する。

制御部１００のＣＰＵ１０１は、音量検出部１１１から取得した各チャンネルの音量の情報を、音量比較部１１２に転送する。

音量比較部１１２は、各チャンネルの音量を比較して、フロント側のフロント左右チャンネルの音声信号レベルおよびセンタチャンネルの音声信号レベルと、リア側のリア左右２チャンネルの音声信号レベルとに注目し、それぞれ音量が均等に配分されているとか、センタチャンネルの音量だけが多いとか、フロント側とリア側の音量の比率がフロント側に多いとか、フロントの一つのチャンネルに音量が偏るとかを検出する。

そして、特に、この実施形態では、音量比較部１１２は、センタチャンネルの音量と、その他のチャンネル（ＬＦＥチャンネルは除く）の音量との比較を行い、その比較検出出力をシステムバス１０２に送出する。つまり、この実施形態では、音量比較部１１２は、センタチャンネルについての、他のチャンネルに対しての相対的な音量検出出力を、前記比較検出出力として送出する。

制御部１００のＣＰＵ１０１は、音量比較部１１２からの比較検出出力をゲイン制御信号生成部１１３に転送する。

ゲイン制御信号生成部１１３は、この実施形態では、センタチャンネルの再生音像定位位置が、所期のものとなるように、ゲイン調整アンプ３１１〜３１６のゲインを調整するようにするゲイン制御信号を生成する。

そして、ゲイン制御信号生成部１１３は、生成した各ゲイン調整アンプ３１１〜３１６のそれぞれ用のゲイン制御信号を、システムバス１０２に送出する。制御部１００のＣＰＵ１０１は、ゲイン制御信号のそれぞれを、入出力ポート１０５を通じて、各ゲイン調整アンプ３１１〜３１６のそれぞれに供給する。

なお、上述の構成において、音量検出部１１１、音量比較部１１２およびゲイン制御信号生成部１１３は、ハードウエア構成とするのではなく、制御部１００において、ＲＯＭ１０３に記憶されるプログラムにしたがってＣＰＵ１０１が実行するソフトウエア処理により構成することもできる。

［ゲイン制御例］
この実施形態においては、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、圧倒的に大きいときには、リスナ４の前方に設けた実スピーカに供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量を上げるように制御すると共に、リスナ４の両耳の近傍に設けた２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量は絞る、あるいは、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声は除去するようにする。

すなわち、ゲイン制御信号生成部１１３は、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、圧倒的に大きいときには、少なくとも、ゲイン調整アンプ３１２のゲインを大きくし、ゲイン調整アンプ３１５のゲインを小さくするようにする。その他のゲイン調整アンプ３１１，３１３，３１４，３１６のゲインは、予め設定されている通常のゲインとするようにする。

また、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較したとき、圧倒的に大きいわけではないが、相対的に最も大きい音量であるときには、リスナ４の前方に設けた実スピーカに供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量に比較して相対的に、リスナ４の両耳の近傍に設けた２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声の音量は絞るようにする。

すなわち、ゲイン制御信号生成部１１３は、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して、相対的に最も大きい音量であるときには、ゲイン調整アンプ３１１、３１３および３１５のゲインを下げ、ゲイン調整アンプ３１２，３１４，３１６のゲインは通常のゲインとしておくようにする。

また、音量に関係なく、センタチャンネルのみに信号があるような場合、つまり、センタ以外の他のチャンネル（ＬＦＥチャンネルは除く）の音量が非常に小さいか、ゼロの場合にも、リスナ４の前方に設けた実スピーカにて音響再生する音声信号中のセンタチャンネルの音声成分のすべての音量を割り当てるように制御すると共に、リスナ４の両耳の近傍に設けた２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する仮想音源処理された音声信号中のセンタチャンネルの音声は除去するようにする。この場合、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声を絞るようにしても良いが、センタチャンネルの音声を除去する手法を用いるようにする方がより効果的である。

すなわち、この場合には、ゲイン制御信号生成部１１３は、ゲイン調整アンプ３１２のゲインは通常のゲインとするか、あるいは、ゲインを上げ、ゲイン調整アンプ３１４のゲインはゼロあるいはゲインを絞るようにする。その他は通常のゲインとする。

以上のことから分かるように、この実施形態では、基本的には、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して大きいときには、優先的に、リスナ４の前方に設けた実スピーカに、センタチャンネルの音声の音量を、より大きく割り当て、リスナ４の両耳の近傍に設けた２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する音声信号中のセンタチャンネルの音声信号は、絞るように制御する。

また、センタチャンネルの音量と、他のチャンネルのいずれかの音量とが、どちらが優勢であるか判別ができにくい音量比であるような場合にも、リスナ４の前方に設けた実スピーカに、センタチャンネルの音声成分のすべての音量を割り当て、リスナ４の両耳の近傍に設けた２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する音声信号中からはセンタチャンネルの音声信号を除去するように制御する。この場合にも、仮想音源処理された音声信号中からセンタチャンネルの音声を絞るようにしても良いが、除去する手法を用いるようにする方がより効果的である。

なお、センタチャンネルの音量と、他のチャンネルのいずれかの音量とが、どちらが優勢であるか判別ができにくい音量比であるような場合には、上述のように実スピーカのみによって音響再生するようにするのではなく、実スピーカによって音響再生すると共に、仮想音源処理した音声信号によっても音響再生し、かつ、リスナ４の両耳の近傍のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２に供給する音声信号を、フロント側の実スピーカから放音させる音声よりも耳への到達時間が遅れるように遅延させるようにしてもよい。

このように遅延させると、前述したハース（Ｈａａｓ）効果により、センタチャンネルの音声成分は、フロント側の実スピーカにより音響再生される分のみが優勢となって、リスナ４の両耳近傍のスピーカ１１ＳＷ１および１１ＳＷ２から放音されるセンタチャンネルの音声成分は、音像定位には影響しなくなるので、センタチャンネルの音像定位感が良好なものとなる。

次に、図１０に、フロント左右２チャンネルと、センタチャンネルと、リア左右２チャンネルの音量関係について、音量を大（ｌ）、中（ｍ）、小（ｓ）に分けて複数組を想定した場合において、センタチャンネルの音像定位感を良好にするための、フロント側の実スピーカによる再生音と、仮想音源処理した音声信号によるリスナ４の両耳近傍の２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２による再生音との音量バランスの例を挙げる。

すなわち、図１０（Ａ）は、フロント左右２チャンネルと、センタチャンネルと、リア左右２チャンネルとのそれぞれがソース（源信号）として取り得る音量の関係を、大（ｌ）、中（ｍ）、小（ｓ）の音量をそれぞれ取り得るとして分類した場合における組み合わせを示し、図示のように、場合Ｎｏ．１〜場合Ｎｏ．２７までの２７通りの場合がある。

また、図１０（Ｂ）は、場合Ｎｏ．１〜場合Ｎｏ．２７のそれぞれにおいて、実スピーカによりセンタチャンネルを放音すべき推奨の音量を示しており、ブランク（白抜き）で示される場合は、実スピーカによるセンタチャンネルの音量がゼロであることを示している。なお、ゼロではなく、ゲインを絞った音量とするようにしても良いことは上述の通りである。

また、図１０（Ｃ）は、場合Ｎｏ．１〜場合Ｎｏ．２７のそれぞれにおいて、リスナ４の両耳近傍に配置した２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する信号の種類と、その推奨音量とを示すものである。すなわち、図１０（Ｃ）で、「耳元Ｆｕｌｌ」と記載されているのは、２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給される音声信号が、ＬＦＥチャンネルを除くすべてのチャンネルの音声信号が仮想音源処理されていることを示し、また、「耳元Ｃ無」と記載されているのは、２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給される音声信号が、ＬＦＥチャンネルのみでなくセンタチャンネルの音声信号Ｃも除去され、その他のチャンネルの音声信号が仮想音源処理されていることを示している。

図１０（Ａ）において、センタチャンネルについて塗りを付して示す部分を含む場合Ｎｏ．４，Ｎｏ．５，Ｎｏ．７−９，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．１６−１８，Ｎｏ．２５−２７は、それぞれセンタチャンネルの音声の音量が、他のチャンネルの音量に比較して、相対的に大きい場合である。

これらの場合Ｎｏ．４，Ｎｏ．５，Ｎｏ．７−９，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．１６−１８，Ｎｏ．２５−２７においては、図１０（Ｂ）に示すように、センタチャンネルは、実スピーカにより、主として音響再生するようにするとよい。そして、リスナ４の両耳近傍に配置した２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する音声信号は、「耳元Ｃ無」とするようにするとよい。

このことを考慮して、この実施形態では、これらの場合Ｎｏ．４，Ｎｏ．５，Ｎｏ．７−９，Ｎｏ．１３，Ｎｏ．１４，Ｎｏ．１６−１８，Ｎｏ．２５−２７においては、ゲイン制御信号生成部１１３では、ゲイン調整アンプ３１２およびゲイン調整アンプ３１４，３１６に対しては、そのゲインＧ２，Ｇ４，Ｇ６を予め設定されている通常のゲインとするようなゲイン制御信号が生成され、ゲイン調整アンプ３１１、３１３，３１５に対しては、そのゲインＧ１，Ｇ３，Ｇ５をゼロとするようなゲイン制御信号が生成され、それらのゲイン制御信号が、それぞれ各ゲイン調整アンプ３１１〜３１６に、入出力ポート１０５を通じて供給される。

以上のように、図１０の例においては、仮想音像定位させにくいセンタチャンネルの音声の音量が相対的に一番大きい音量となっているときには、センタチャンネルの音声についての仮想音源処理をせずに、主としてフロント側に設置した実スピーカにより、センタチャンネルの音声については音響再生出力するようにする。これにより、センタチャンネルの再生音像定位感が向上する。

また、この実施形態では、図１０（Ａ）において、センタチャンネルの音量が、他のチャンネルの音量に比較して特に大きくない場合Ｎｏ．１−３，Ｎｏ．６，Ｎｏ．１０−１２，Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１９−２４においては、図１０の例では、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、実スピーカではセンタチャンネルの音響再生を行わず、リスナ４の両耳近傍に配置した２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に、仮想音源処理した「耳元Ｆｕｌｌ」の音声信号を供給するようにすると良いとしている。

そこで、この実施形態では、これらの場合Ｎｏ．１−３，Ｎｏ．６，Ｎｏ．１０−１２，Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１９−２４においては、ゲイン制御信号生成部１１３では、ゲイン調整アンプ３１１，３１２，３１３に対しては、そのゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３をゼロとするようなゲイン制御信号が生成され、ゲイン調整アンプ３１４、３１５，３１６に対しては、そのゲインＧ４，Ｇ５，Ｇ６を通常のゲインとするようなゲイン制御信号が生成され、それらのゲイン制御信号が、それぞれ各ゲイン調整アンプ３１１〜３１６に、入出力ポート１０５を通じて供給される。

したがって、これらの場合Ｎｏ．１−３，Ｎｏ．６，Ｎｏ．１０−１２，Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１９−２４においては、リスナ４の両耳近傍に配置した２個のスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２のみにおいて、５．１チャンネルのすべての音声信号が音響再生される。この場合に、センタチャンネルの音声は、他のチャンネルと同等あるいは小さいので、仮想音像定位されたものであっても、不自然に感じられることが少ない。そして、この場合には、フロント側の実スピーカから放音される音量が少ないあるいはゼロであるので、低騒音というこの実施形態の音響再生システムの効果を維持することができる。

なお、これらの場合Ｎｏ．１−３，Ｎｏ．６，Ｎｏ．１０−１２，Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１９−２４において、ゲイン調整アンプ３１１，３１２，３１３に対して、そのゲインＧ１，Ｇ２，Ｇ３をゼロとするのでなく、ゲインを通常のものとする、あるいは下げるようなゲイン制御信号を生成して、実スピーカによる音響再生と、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷによる仮想音像定位の音響再生とを併用するようにしても良い。その際には、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷに供給する音声信号は、前述したハース（Ｈａａｓ）効果を利用して、前方へのセンタチャンネルの音像定位感をはっきりさせるために、実スピーカにより音響再生されるタイミングよりも遅れたタイミングで音響再生させるように、遅延させるようにすることを併用するとよい。

［他の実施形態および変形例］
図１０の例においては、リスナ４の両耳の近傍に配置するスピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷ２に供給する仮想音源処理した音声信号は、センタチャンネルを含む「耳元Ｆｕｌｌ」の信号と、センタチャンネルを含まない「耳元Ｃ無」の信号との２種類を用いており、センタチャンネルの音声信号を仮想音源処理の対象としたり、対象としなかったりする必要があり、処理が複雑である。

このようなセンタチャンネルを除いたり、付加したりする処理を不要とするゲイン制御方法としては、リスナ４のフロント側に設けられる実スピーカによる音響再生と、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷによる仮想音像定位の音響再生とを併用すると共に、フロント側の実スピーカに供給するチャンネルの音声信号の音量を上げるようにゲイン制御することが簡易的に可能である。

この簡易的な手法の場合においても、スピーカ１１ＳＷ１，１１ＳＷに供給する音声信号は、前述したハース（Ｈａａｓ）効果を利用して、前方への実スピーカでのセンタチャンネルの音像定位感をはっきりさせるために、前方の実スピーカにより音響再生されるタイミングよりも遅れたタイミングで音響再生させるように、遅延させるようにすることを併用すると、さらによい。

また、上述の実施形態では、リスナ４のフロント（前方）側に設ける実スピーカとしては、テレビ受像機１が備えるスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲを用いるようにしたが、テレビ受像機１とは別個に独立したスピーカを設けるようにしても良い。例えば、図１１に示すように、前述した椅子２０に、フロント左右チャンネル用のスピーカ５１ＦＬおよび５１ＦＲを取り付けて、用いるようにしても良い。

図１１の例は、椅子２０の肘掛部２３Ｌおよび２３Ｒに、取り付けアーム２４Ｌ，２４Ｒを取り付け、この取り付けアーム２４Ｌ，２４Ｒに、スピーカユニットをスピーカボックスに収容したスピーカ５１ＦＬおよび５１ＦＲを取り付けるようにした場合である。

また、上述の実施形態では、センタチャンネル用の実スピーカとしては、フロント左右２チャンネル用の２個のスピーカに、センタチャンネル音声信号を１：１の等量ずつ供給することにより設けるようにしたが、センタチャンネル用の実スピーカを設けるようにしても勿論良いことは言うまでもない。その場合には、実スピーカとしては、フロント左右２チャンネル用のスピーカは設けずに、センタチャンネル用の実スピーカのみでよい。

また、仮想音源処理された音声信号により仮想音像定位させるようにする場合には、仮想音源処理された音声信号が供給されるスピーカは、最低、２個必要である。このため、上述した実施形態の場合には、実スピーカが２個、また、仮想音像定位用のスピーカが２個、の合計４個必要である。また、上述した変形例では、センタチャンネル用のスピーカの１個を実スピーカとして用いるので、仮想音像定位用の２個のスピーカと合わせて４個のスピーカが必要である。

しかし、仮想音像定位用の２個のスピーカと、センタチャンネル用のフロント左右２チャンネル用のスピーカとを兼用することで、用いるスピーカは、最低、２個とすることができる。

すなわち、仮想音像定位用の２個のスピーカは、上述の実施形態のように、リスナ４の耳の近傍に配置する必要はないので、図１２に示すように、仮想音像定位用の２個のスピーカ１５ＦＬおよび１５ＦＲを、フロント左右２チャンネル用のスピーカの位置に配置する。そして、２個のスピーカ１５ＦＬおよび１５ＦＲに対する頭部伝達関数を、フロント用とリア用とで測定して、仮想音源処理した音声信号をこの２個のスピーカ１５ＦＬおよび１５ＦＲに供給するようにする。

また、このフロント左右２チャンネル用の２個のスピーカ１５ＦＬおよび１５ＦＲを実スピーカと考えて、このフロント左右２チャンネル用の２個のスピーカ１５ＦＬおよび１５ＦＲに、センタチャンネルの音声信号を、１：１の等量の割合でそれぞれ供給するようにする。このようにすれば、上述の実施形態と同様にして、図１２で一点差線で示すように、センタチャンネル用の実スピーカ１５Ｃを実現することができる。これにより、設ける必要なスピーカは、２個とすることができる。

なお、この場合には、リア左右２チャンネルは、図１２で点線で示すように、仮想音像定位のスピーカとすることができることは言うまでもない。しかし、ＬＦＥチャンネルは、実スピーカとして用いる必要があるので、５．１チャンネルのマルチチャンネルサラウンドを実現する場合には、ＬＦＥチャンネル用の実スピーカが１個必要であるので、合計３個のスピーカ構成となる。

また、リスナの正中面を含む面内を音像定位位置とするチャンネルとしては、上述の例では、センタチャンネルとしたが、センタチャンネルに限られるものではない。例えば、リスナの真後ろのチャンネルや、頭の真上のチャンネルなどを想定する場合には、それらのチャンネルが対象となるものである。

この発明による音響再生システムの実施形態の概要の構成例を説明するための図である。 実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 この発明による音響再生システムの実施形態の動作説明に用いる図である。 実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 実施形態の音響再生システムにおける音声信号出力装置部の構成例を示すブロック図である。 図７の一部のブロックの構成を説明するための図である。 図７の一部のブロックの構成を説明するための図である。 実施形態の音響再生システムにおける各チャンネルの音声信号に対するゲイン調整を説明するために用いる図である。 実施形態の音響再生システムにおける他のスピーカ配置例を説明するための図である。 他の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 従来の音響再生システムにおける一般的なスピーカ配置例を説明するための図である。

符号の説明

３…音声信号出力装置部、４…リスナ、１１ＦＬ…前方左チャンネル用のスピーカ、１１ＦＲ…前方右チャンネル用のスピーカ、１１Ｃ…センターチャンネル用のスピーカ、１１ＲＬ…後方左チャンネル用のスピーカ、１１ＲＬ…後方右チャンネル用のスピーカ、１１ＳＷ１〜１１ＳＷ４…リスナの耳の近傍に配置されるスピーカ、２０…スピーカ保持具、１０９…頭部フロント伝達関数記憶部、１１０…頭部リア伝達関数記憶部、１１１…音量検出部、１１２…音量比較部、１１３…ゲイン制御信号生成部、３１１〜３１６…ゲイン調整アンプ、３１９…フロント伝達関数畳み込み回路、３２０…リア伝達関数畳み込み回路

Claims (10)

1. リスナの正面を再生音像定位位置とするセンタチャンネルの音声信号が供給され、当該再生音像定位位置が前記リスナの正面となるように配置される第１のスピーカと、
   前記リスナの正面を含む所定の位置を再生音像定位位置とするように仮想音源処理された音声信号が供給され、前記リスナの両耳の近傍に保持される２個の第２のスピーカと、
   前記センタチャンネルを含むマルチチャンネルサラウンド方式の音声信号である複数のチャンネルの音声信号に対して前記仮想音源処理を施して、前記第２のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
   前記センタチャンネルの音声信号から、前記センタチャンネルの音量を検出するとともに、前記センタチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号から、それらのチャンネルの音量を検出する音量検出手段と、
   前記音量検出手段で検出された前記センタチャンネルの音量と、他のチャンネルの音量とを比較する音量比較手段と、
   前記音量比較手段の比較結果に基づいて、前記センタチャンネルの音声信号と、前記他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御手段と
   を備える音響再生システム。
2. 請求項１に記載の音響再生システムにおいて、
   前記制御手段は、前記センタチャンネルの音量が前記他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理手段に供給する前記複数のチャンネルの音声信号のうちの前記センタチャンネルの音声信号について、その音量を絞るようにゲイン制御する
   音響再生システム。
3. 請求項１に記載の音響再生システムにおいて、
   前記制御手段は、前記センタチャンネルの音量が前記他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理手段に供給する前記複数のチャンネルの音声信号から、前記センタチャンネルの音声信号を除去するように制御する
   音響再生システム。
4. 請求項１に記載の音響再生システムにおいて、
   前記制御手段は、前記センタチャンネルの音量が前記他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記センタチャンネルの音量を上げるように、前記センタチャンネルの音声信号のゲインを制御する
   音響再生システム。
5. 請求項４に記載の音響再生システムにおいて、
   前記制御手段は、前記センタチャンネルの音量が前記他のチャンネルの音量よりも相対的に大きいと判別したときには、前記仮想音源処理された音声信号は、前記第１のスピーカにおける放音タイミングよりも遅れて放音するように遅延させて前記第２のスピーカに供給する
   音響再生システム。
6. 請求項１に記載の音響再生システムにおいて、
   前記仮想音源処理されて前記第２のスピーカに供給する音声信号のうち、少なくとも、前記第１のスピーカに供給する音声信号と同じチャンネルの音声信号は、前記第１のスピーカにおける放音タイミングよりも遅れて前記第２のスピーカから放音されるように遅延させる
   音響再生システム。
7. 請求項１に記載の音響再生システムにおいて、
   前記第２のスピーカは、スピーカユニットが、その振動板の前後から出る音が加算可能なように、バッフル板に取り付けられることなく前記保持手段により保持される
   音響再生システム。
8. 請求項１に記載の音響再生システムにおいて、
   前記第１のスピーカは、フロント左右２チャンネル用の２個のスピーカであり、
   前記センタチャンネルの音声信号は、前記フロント左チャンネルおよび前記フロント右チャンネルの音声信号に、それぞれ加算される
   音響再生システム。
9. リスナの正面を再生音像定位位置とするセンタチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号に対して所定の仮想音源処理手段により仮想音源処理を施して、前記リスナの両耳の近傍に保持される２個のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理工程と、
   前記センタチャンネルの音声信号を、前記リスナの前方に配置される前方スピーカに所定の出力手段により出力する出力工程と、
   前記前方スピーカに供給される前記センタチャンネルの音声信号の音量と、前記センタチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号の音量とを所定の音量比較手段により比較する音量比較工程と、
   前記音量比較工程での比較結果に基づいて、所定の制御手段により、前記センタチャンネルの音声信号と、前記他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御工程と
   を備える音響再生方法。
10. リスナの正面を再生音像定位位置とするセンタチャンネルを含む複数チャンネルの音声信号に対して仮想音源処理を施して、前記リスナの両耳の近傍に保持される２個のスピーカに供給する音声信号を生成する仮想音源処理手段と、
    前記センタチャンネルの音声信号を、前記リスナの前方に配置される前方スピーカに出力する出力回路と、
    前記センタチャンネルの音声信号から前記センタチャンネルの音量を検出するとともに、前記センタチャンネル以外の他のチャンネルの音声信号からそれらのチャンネルの音量を検出する音量検出手段と、
    前記音量検出手段で検出された前記センタチャンネルの音量と、前記他のチャンネルの音量との比較結果に基づいて、前記センタチャンネルの音声信号と、前記他のチャンネルの音声信号のそれぞれのゲインを制御する制御手段と
    を備える音響再生装置。

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