JP5595319B2

JP5595319B2 - スピーカアレイシステム

Info

Publication number: JP5595319B2
Application number: JP2011073239A
Authority: JP
Inventors: 俊治堀内
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2031-03-29
Also published as: JP2012209721A

Description

本発明は、複数のスピーカで構成されたスピーカアレイを有し、各スピーカを駆動するスピーカアレイシステムに関する。

従来から、音響信号処理技術の需要は、ディジタル信号処理技術の発展にともない益々高まっている。特に、サラウンドオーディオ分野の発展はめざましい。３次元音響技術という用語がコンシューマベースのオーディオ機器においても頻繁に登場してきていることは、この技術が大きく着目されていることを示している。一方、３次元音響技術は、リスニングルームやシアターなどにおけるエンターテイメントを目的としたものだけでなく、テレコミュニケーション、バーチャルリアリティ、視覚障害者の支援など、ヒューマンコンピュータインターフェースあるいは人と人とのコミュニケーションのツールとしての応用が盛んに試みられている．今後，コミュニケーションのためのインタフェースあるいはツールとしての３次元音響技術の重要性は益々高まると予想される。

このような３次元音響技術は、その再生方式により、スピーカを用いるものとヘッドホンを用いるものに大きく分類することができる。更に、スピーカを用いるもののうち、複数のスピーカを、聴取者を取り囲むように離散配置したものと、直線状あるいは円弧上に密集配置したものに大別できる。前者は、一般にステレオやサラウンドと呼ばれているステレオフォニック再生方式で、後者は、スピーカアレイ再生方式である。

スピーカアレイは、複数のスピーカで構成され（例えば、特許文献１、特許文献２）、各々のスピーカに与える音響信号の振幅や位相を適宜調整することで、任意の波面を生成することが可能な装置である。具体的には、指向性を持たせる、あるいはスピーカアレイにより生成される音場において、ある位置の音圧を高めたり、低めたりすることが可能である。

特許公開２００９−２３１９８０号公報特許公開２００９−２００５７５号公報

しかしながら、スピーカアレイは、複数のスピーカで構成されるため、従来、スピーカアレイを駆動するには、スピーカの台数に相当する数のパワーアンプおよび外部機器とのインタフェースが必要となる。

図４は、従来のスピーカアレイとその駆動装置の概略構成を示す図である。図４に示すように、スピーカアレイ４１は、複数のスピーカ４１ａと、アナログインタフェース４１ｂとから構成されている。図４では、スピーカアレイ４１は、スピーカ４１ａを８個有するため、アナログインタフェース４１ｂも８個設けられている。また、スピーカアレイ４１の８個のスピーカ４１ａは、８個のアナログインタフェース４１ｂ、４２を介して、それぞれ、８個のパワーアンプ４３に接続されている。この８個のパワーアンプ４３は、それぞれ、８個のアナログインタフェース４４、４５を介して、それぞれ、８個のディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ４６に接続されている。また、８個のディジタル／アナログコンバータ４６は、それぞれ、８個のディジタルインタフェース４７に接続されている。

このように、従来技術では、各スピーカの数に相当する数の駆動系統が必要であったため、これらの装置を正しく接続させるためには、高度な専門知識が必要とされていた。その結果、一般ユーザがスピーカアレイを家庭に導入することは容易ではなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外部機器との接続が容易で、使いやすいスピーカアレイシステムを提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のスピーカアレイシステムは、複数のスピーカで構成されたスピーカアレイを有し、前記各スピーカを駆動するスピーカアレイシステムであって、外部機器から信号を入力する単一のインタフェース部と、前記インタフェース部から入力された信号を前記スピーカに対応する信号に振り分けるデコーダと、前記各スピーカに対応して設けられ、前記デコーダから入力された信号をＤ／Ａ変換して増幅する複数のスピーカ駆動部と、前記スピーカアレイ、前記インタフェース部、前記デコーダおよび前記スピーカ駆動部を収容する筐体と、前記筐体に設けられ、前記筐体内部の熱を外部へ放出する少なくとも一つのスリットと、前記筐体内部に設けられた吸音材と、を備え、前記各スピーカの駆動を一元的に制御することを特徴とする。

このように、外部機器から信号を入力する単一のインタフェース部と、インタフェース部から入力された信号を前記スピーカに対応する信号に振り分けるデコーダと、を備えるため、単一の駆動系統で各スピーカを駆動することが可能となる。これにより、ユーザは、単一のインタフェース部に外部機器を接続するだけでスピーカアレイを使用することが可能となる。また、筐体が、スピーカアレイ、インタフェース部、デコーダおよびスピーカ駆動部を収容するので、従来のように、各スピーカに対応する駆動系統を個々に取り扱うのではなく、これらをまとめて取り扱うことが可能となる。ここで、スピーカ駆動部が筐体に収容された結果、スピーカ駆動部の発生する熱が懸念される。しかし、筐体がスリットを有しているため、筐体内部の温度が極端に上昇することを回避することが可能となる。さらに、スリットを設けたことにより、スピーカの後部から発生する逆相の音波が外部に漏れることが懸念される。しかし、筐体内部に吸音材を設けたため、スピーカの後部から発生する逆相の音波が外部に漏れることを回避することが可能となる。

（２）また、本発明のスピーカアレイシステムにおいて、前記各スピーカは、形状および大きさが同一であり、等間隔で配置されていることを特徴とする。

この構成により、本発明に係るスピーカアレイシステムを縦または横に連接した場合であっても、スピーカアレイとして機能させることが可能となる。

本発明によれば、外部機器から信号を入力する単一のインタフェース部と、インタフェース部から入力された信号を前記スピーカに対応する信号に振り分けるデコーダと、を備えるため、単一の駆動系統で各スピーカを駆動することが可能となる。これにより、ユーザは、単一のインタフェース部に外部機器を接続するだけでスピーカアレイを使用することが可能となる。また、筐体が、スピーカアレイ、インタフェース部、デコーダおよびスピーカ駆動部を収容するので、従来のように、各スピーカに対応する駆動系統を個々に取り扱うのではなく、これらをまとめて取り扱うことが可能となる。ここで、スピーカ駆動部が筐体に収容された結果、スピーカ駆動部の発生する熱が懸念される。しかし、筐体がスリットを有しているため、筐体内部の温度が極端に上昇することを回避することが可能となる。さらに、スリットを設けたことにより、スピーカの後部から発生する逆相の音波が外部に漏れることが懸念される。しかし、筐体内部に吸音材を設けたため、スピーカの後部から発生する逆相の音波が外部に漏れることを回避することが可能となる。

本実施形態に係るスピーカアレイシステムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係るスピーカアレイシステムの外観を示す図である。本実施形態に係るスピーカアレイシステムの筐体を分解して示した図である。本実施形態に係るスピーカアレイシステム１の正面、平面、右側面、左側面、背面を示す図である。従来のスピーカアレイとその駆動装置の概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。図１は、本実施形態に係るスピーカアレイシステムの概略構成を示すブロック図である。このスピーカアレイシステム１は、８個のスピーカを有するスピーカアレイ１１、８個のパワーアンプ１２、および８個のディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１３を備えている。また、８個のディジタル／アナログコンバータ１３に信号を出力するデコーダ１４、および外部機器とのディジタルインタフェース１５を備えている。

８個のパワーアンプ１２と、８個のディジタル／アナログコンバータ１３は、それらが一体であるディジタルパワーアンプであってもよい。

また、ディジタルインタフェース１５およびデコーダ１４は、ＡＤＡＴオプティカルディジタルインタフェースまたはＡＤＡＴコアキシャルディジタルインタフェースおよびＡＤＡＴデコーダであり、１系統あたり最大８のスピーカを備えたスピーカアレイを駆動する。または、ディジタルインタフェースおよびデコーダは、ＭＡＤＩオプティカルディジタルインタフェースまたはＭＡＤＩコアキシャルディジタルインタフェースおよびＭＡＤＩデコーダであり、１系統あたり最大６４のスピーカを備えたスピーカアレイを駆動してもよい。

すなわち、本実施形態に係るスピーカアレイシステム１は、８個のスピーカを有するスピーカアレイ１１と、８個のパワーアンプ１２と、８個のディジタル／アナログコンバータ１３に加え、デコーダ１４を備えることにより、外部機器とのディジタルインタフェース１５が１系統で済むこととなる。このため、ユーザは、スピーカアレイシステム１と外部機器とを容易に接続することが可能となる。

図２Ａは、本実施形態に係るスピーカアレイシステムの外観を示す図であり、図２Ｂは、本実施形態に係るスピーカアレイシステムの筐体を分解して示した図である。このスピーカアレイシステム１の筐体１ａは、正面のスピーカアレイ１１と、スピーカアレイ１１の固定板１１ａと、上面板２ａと、底面板２ｂと、右側面板２ｃと、左側面板２ｄと、背面板２ｅと、から構成されている。右側面板２ｃおよび左側面板２ｄには、それぞれ、放熱用スリット１ｂが設けられている。また、上面板２ａおよび底面板２ｂに、それぞれ放熱用スリット１ｃが設けられている。また、筐体１ａの四隅には固定具１ｄが設けられている。底面板２ｂ上には、電源回路、パワーアンプ、ディジタル／アナログコンバータなどを有する基盤１ｆが設けられている。

スピーカアレイシステム１は、筐体１ａに、スピーカアレイ１１と、複数のパワーアンプと、複数のディジタル／アナログコンバータと、デコーダと、外部機器とのディジタルインタフェースを収容したため、スピーカアレイ１１を駆動するための電源回路を内蔵することとなった。電源回路とパワーアンプは、筐体１ａの内部で発熱するため、筐体１ａ内部の温度の上昇が懸念される。本実施形態に係るスピーカアレイシステム１では、筐体１ａに放熱用スリット１ｂ、１ｃを設けたため、筐体１ａ内部の急激な温度の上昇を回避することが可能となる。また、この放熱用スリット１ｂ、１ｃは、筐体１ａにおいて、発熱する電源回路およびパワーアンプに最も近い位置に設けられている。これにより、放熱を効率よく行なうことが可能となる。

図３は、本実施形態に係るスピーカアレイシステム１の正面、平面、右側面、左側面、背面を示す図である。平面では、上面板を外した状態を示している。一般的に、スピーカは、駆動時に前部のみならず、後部からも音波を発生する。後部から発生する音波は、前部から発生する音波の逆相となっており、この逆相の音波が筐体１ａの外部に漏れることは好ましくない。しかし、このスピーカアレイシステム１は、筐体１ａに放熱用スリット１ｂ、１ｃを設けたため、逆相の音波が筐体１ａの外部に漏れることが懸念される。このため、本実施形態に係るスピーカアレイシステム１では、吸音材３０を設けた。これにより、放熱用スリット１ｂ、１ｃから逆相の音波が筐体１ａの外部に漏れることを回避することが可能となる。なお、本実施形態に係るスピーカアレイシステム１は、電源コネクタ１５ａを介して電力の供給を受ける。

なお、本実施形態では、スピーカアレイ１１の各スピーカは直線状に配置されているが、円弧状、立体状に配置されていても良い。また、本実施形態では、ＡＤＡＴオプティカルディジタルインタフェースまたはＡＤＡＴコアキシャルディジタルインタフェースおよびＡＤＡＴデコーダを１系統備え、８つのスピーカを備えたスピーカアレイ１１を構成しているが、ＡＤＡＴオプティカルディジタルインタフェースまたはＡＤＡＴコアキシャルディジタルインタフェースおよびＡＤＡＴデコーダを複数系統備えることで８の倍数のスピーカを備えたスピーカアレイとして構成してもよい。また、ＭＡＤＩオプティカルディジタルインタフェースまたはＭＡＤＩコアキシャルディジタルインタフェースおよびＭＡＤＩデコーダを複数系統備えることで６４の倍数のスピーカを備えたスピーカアレイとして構成してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るスピーカアレイシステムによれば、外部機器から信号を入力する単一のディジタルインタフェース１５と、ディジタルインタフェース１５から入力された信号をスピーカに対応する信号に振り分けるデコーダ１４と、を備えるため、単一の駆動系統で各スピーカを駆動することが可能となる。これにより、ユーザは、単一のディジタルインタフェース１５に外部機器を接続するだけでスピーカアレイ１１を使用することが可能となる。また、筐体１ａが、スピーカアレイ１１、ディジタルインタフェース１５、デコーダ１４、ディジタル／アナログコンバータ１３およびパワーアンプ１２を収容するので、従来のように、各スピーカに対応する駆動系統を個々に取り扱うのではなく、これらをまとめて取り扱うことが可能となる。ここで、ディジタル／アナログコンバータ１３およびパワーアンプ１２や図示しない電源回路（電源取り込み口、電源インジケータ、コード等を含む）が筐体１ａに収容された結果、これらの発生する熱が懸念される。しかし、筐体１ａが放熱用スリット１ｂ、１ｃを有しているため、筐体１ａ内部の温度が極端に上昇することを回避することが可能となる。さらに、放熱用スリット１ｂ、１ｃを設けたことにより、スピーカの後部から発生する逆相の音波が外部に漏れることが懸念される。しかし、筐体１ａ内部に吸音材３０を設けたため、スピーカの後部から発生する逆相の音波が外部に漏れることを回避することが可能となる。

１スピーカアレイシステム
１ａ筐体
１ｂ放熱用スリット
１ｃ放熱用スリット
１ｄ固定具
１ｆ基盤
２ａ上面板
２ｂ底面板
２ｃ右側面板
２ｄ左側面板
２ｅ背面板
１１スピーカアレイ
１１ａ固定板
１２パワーアンプ
１３ディジタル／アナログコンバータ
１４デコーダ
１５ディジタルインタフェース
１５ａ電源コネクタ
３０吸音材

Claims

複数のスピーカで構成されたスピーカアレイを有し、前記各スピーカを駆動するスピーカアレイシステムであって、
外部機器から信号を入力する単一のインタフェース部と、
前記インタフェース部から入力された信号を前記スピーカに対応する信号に振り分けるデコーダと、
前記各スピーカに対応して設けられ、前記デコーダから入力された信号をＤ／Ａ変換して増幅する複数のスピーカ駆動部と、
前記スピーカアレイ、前記インタフェース部、前記デコーダおよび前記スピーカ駆動部を収容する筐体と、
前記筐体における前記各スピーカ駆動部に最も近い位置に設けられ、前記筐体内部の熱を外部へ放出する少なくとも一つのスリットと、
前記筐体内部の前記各スピーカと前記スリットとの間に設けられ、前記各スピーカの後部から発生する逆相の音波を吸収する吸音材と、を備え、
前記各スピーカの駆動を一元的に制御することを特徴とするスピーカアレイシステム。
前記各スピーカは、形状および大きさが同一であり、等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１記載のスピーカアレイシステム。