JP5643657B2 - スピーカアレイ及びスピーカアレイに関する駆動装置構成 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカアレイに関する駆動装置回路に関し、具体的には、低減された数のスピーカ位置からの疑似サラウンド信号の生成に適するスピーカアレイに関するが、これには限定されない。

近年、例えば、様々なサラウンド音声システムの広い評判によって明らかであるように、２つより多いチャネルからの空間的音提供が益々人気になってきている。例えば、ホームシネマシステムの人気の増加は、サラウンドシステムが多くの一般家庭において普及させることになっている。しかし、従来のサラウンドシステムの課題は、適切な位置に配置されるべき多数の個別のスピーカを必要とすることである。

例えば、従来のドルビー5.1サラウンドシステムは、フロントのセンタ、右及び左スピーカに加えて、右及び左のリアスピーカを必要とする。加えて、低周波数サブウーハが使用され得る。

多い数のスピーカは、コストを増加させるだけでなく、ユーザに対して実用性を低減させ、不便を増加させることにもなる。したがって、サラウンド音声システムを再現又はエミュレートするスピーカセットであるが、低減された数のスピーカ位置を用いるのに適したスピーカセットを生成するための研究が行われてきた。このようなスピーカアレイは、音が音環境におけるオブジェクトからの反射を介してユーザに達するようにさせる音を方向を有して指向させるための指向性音伝送を使用する。例えば、（知覚的方向キューの大部分を聴取者に対して提供する傾向のある）高周波数信号は、側壁の反射を介して聴取者へ達するように指向され得、これにより、ユーザに対して、音が聴取者の側面（又は背後から）生じるかのような印象を提供する。

図１は、従来のサラウンド音声システムに関してよりも少ないスピーカボックスを用いてサラウンド音声体験を提供することが可能であるスピーカアレイの一例を示す。

このシステムにおいて、スピーカアレイは、対称な右及び左スピーカ構成を含み、各スピーカアレイは３つの駆動ユニット１０１−１１１を含み、これらユニットのそれぞれは、個別のキャビネット区分で囲まれている。

サラウンド音声システムは、同一のインフェイズ信号を右及び左スピーカ構成へ提供することによって指向性中央信号を生成し得る。更に、フロント右及び左音声信号は、個別の右及び左信号を右及び左スピーカ構成へそれぞれ供給することよって生成され得る。加えて、スピーカアレイは、指向性信号が、外側の側面方向へ伝送されるようにする。これらの信号は、主に、聴取者の背後又は側面の壁などの反射を介して聴取者へ達する信号によってサラウンドスピーカをエミュレートし得る高周波数信号であり得る。

全体としてのサラウンド音声システムから発される生じる信号の方向性の方向及び程度は、個別駆動装置１０１−１１１へ提供される個別信号間の位相差（又は等しくは遅延）によって制御され得る。しかし、このような音声ビーム形成は、複雑及び準選択的であり得、劣化を生じさせ得る。所要なビーム形成を支援及び低減するために、個別の駆動装置１０１−１１１は、異なる方向へ角度付けられる。

具体的には、図１に示されるようなスピーカアレイが信号の指向性伝送を提供するために使用され得、これにより、これらの信号が、側面（又は後方方向）指向性キューを提供するためにオブジェクトで反射され得るようにされる。しかし、加えて、スピーカアレイは、仮定される聴取位置へ方向付けられるノッチ(notch)を生成するように使用され得る。音声ノッチは、異なる駆動装置からの音声信号が位相が外れて受信される領域に対応する。このことは、音声が聴取者には拡散的であるように知覚されることを生じさせ、何の特定の指向性キューも知覚されない。したがって、ノッチ内において、ユーザが特定の供給原位置を決定することが出来ない拡散的音声信号が受信される。このような拡散的音声信号は、改善された音声体験を提供し得、特に、単一の中央配置スピーカボックスが、サラウンド音声信号の側面又は後方チャネルに対応する音声を、これらの音声がスピーカボックスから直接生じるようにさせることなく、提供することを可能にし得る。例えば、ノッチは、反射サラウンド音声信号が聴取者に達しないような音声環境である場合であっても、ユーザが音声信号を知覚することを可能にし得る。したがって、反射サラウンド音声信号が聴取者に達しない場合であっても、ノッチは、聴取者に、対応する音声を担持する拡散的非指向性音声信号を提供し得る。したがって、聴取者の方向へのノッチの提供は、単一のスピーカボックスからの改善される音声知覚を提供し、システムが使用される環境における変動に対してのシステムの堅牢性を強化し得る。

反射音声及び直接音声間の最良の妥協を達成するために、外側の駆動装置１０１・１０３・１０７・１０９が外側へ角度を付けられることは有利である。しかし、ノッチの性能を最適化するために（及び具体的には、ノッチを仮定される聴取位置へ内部方向へ指向させるために）、外側駆動装置１０１・１０３・１０７・１０９は、好ましくは内部へ角度付けられるべきである。

システムにおいて、各スピーカ構成の２つの外側駆動装置１０１・１０３・１０７・１０９は、反射信号及びノッチを生成するために使用され、そして、衝突する要件間の許容可能なトレードオフを提供するために、中位駆動装置１０３・１０９はスピーカアレイのフロントに対して第１角度で角度付けられ、外側駆動装置１０１・１０７は、中位駆動装置１０３・１０９に対して外向きに角度付けられる。更に、遅延は、ノッチを更に内側に角度付けるために駆動装置間に導入される。

このようにして、図１のスピーカアレイにおいて、（各構成の）１つの駆動装置１０５・１１１は、フロントに対して直接的に角度付けられ、第２中位駆動装置１０３・１０９は第１角度で外側へ角度付けられ、第３外側駆動装置１０１・１０７は、更に外側へ角度付けられる。

しかし、この構成は、反射に関して指向性信号を生成するための適切な構成を提供するが、音声ビーム形成処理は、なお、生じるノッチを内側へ方向付けるために必要とされる。したがって、外側の駆動装置１０１・１０３・１０７・１０９間において何の遅延も導入されない場合、生じるノッチは、なお、外側へ角度付けられており、中位駆動装置１０３・１０９への信号の遅延は、ノッチを仮定される聴取位置へ内側へ角度付けるために必要とされる。

しかし、このような遅延を導入することにおける課題は、遅延が、知覚される音声品質を低減させる可聴アーチファクトを導入しがちであることである。具体的には、サイドローブが、高周波数に関して生成され、これにより、音声コンポーネントが望まれない方向へ放射されるようになる。このことは、サラウンド音声効果を減少させ、コームフィルタリングによる特定の着色を導入する傾向がある。

また、図１のスピーカアレイ構成は、システムの最小深さに強い制限を課す。例えば、65mm駆動装置を用いるシステムは、容易に、約110mmのスピーカアレイの最小深さ（Ｙ）を生じさせる。このことは、多くの状況においてかなり望まれ得ない。特に、図１のスピーカアレイのようなスピーカアレイは平面スクリーンテレビと多くの場合使用されるので、スピーカアレイの深さの増加は、多くの消費者によってかなり望まれ得ないものと知覚される傾向がある。

したがって、改善されるスピーカアレイ構成が有利であり得、特に、柔軟性の増加、促進される実装性、促進される製造性、物理的サイズの低減、ノッチ生成の改善、音声品質の改善及び／又は性能の改善を可能にする構成が、有利であり得る。

したがって、本発明は、上述の不利な点の１つ以上を単独で又は組み合わせを、好ましくは、低減、軽減又は取り除くことを追求する。

本発明の一つの態様に従うと、スピーカアレイに関する駆動装置構成であって、当該駆動装置は、−軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は前記第１駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第１駆動装置の部分を含む第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置と、−軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は前記第２駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第２駆動装置の部分を含む第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置と、を含み、−前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い前方部分と交差し、前記スピーカアレイの前記軸上と直交する、フロント軸からの第１距離は、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への前記フロント軸からの第２距離よりも小さい、駆動装置構成に従う機器が提供される。

本発明は、スピーカアレイの性能の改善を可能にし得る、及び／又は、容易にされた及び／若しくは改善された製造性及び／若しくは実装性を可能にし得る。特に、本発明は、音声品質の改善を可能にし得、及び、例えば、音声環境におけるノッチの生成の改善を可能にし得る。本発明は、多くの実施例において、スピーカアレイのサイズの低減を可能にし得る。特に、深さの低減が達成され得る。本発明は、低減された数のスピーカ位置からの疑似サラウンド音声体験を提供するのに適した音声信号の生成の改善を可能にし得る。

本発明は、生成されるノッチと異なる方向へ向けられる指向性信号との特性間のトレードオフの改善を可能にし得る。例えば、サラウンド音声応用例に関して、聴取位置へ向けられるノッチ信号及び反射からのサラウンド音声体験を提供するために側面に向けられる音声信号の特性間のトレードオフの改善が達成され得る。

本発明は、多くの実施例において、音声ビーム形成に関する要件を低減させ得、このことは、音声品質の改善を生じさせる。例えば、第１及び第２駆動装置間の遅延の低減は、多くの場合達成され得、このことは、サイドローブ及び／又は着色から生じる音声品質劣化の低減させることになる。

駆動装置フロント区分は、駆動装置が分離していると考える場合に、第２駆動装置の放射要素のフロント縁部と、放射要素の縁部の前に第１駆動装置の一部と、含む。したがって、駆動装置フロント区分は駆動装置のフロント部によって規定され、スピーカ構成には依存していない。

特定の実施例において、フロント区分は、放射要素の縁部の駆動装置フロント縁部においてのみ存在し得る。

駆動装置の軸上方向は、具体的には対称放射軸であり得る。例えば、駆動装置は、回転可能に不変又は軸上方向周りに対称であり得る。軸上方向は、駆動装置からの最高音声出力の方向であり得る。したがって、軸上方向は、最大音声エネルギが放射される方向に対応し得る。軸上方向は、具体的には、駆動装置の中央を通る軸によって規定され得る。

駆動装置は、具体的には同一であり得、及び、例えば、個別のスピーカ又は音声トランデューサなどであり得る。

本発明の任意選択的な特徴に従うと、前記フロント軸から前記第２駆動装置の前記放射要素の前記フロント縁部の最も近い部分へ距離は、前記フロント軸から前記第１駆動装置の前記放射要素の前記フロント縁部の最も遠い部分へ距離より小さい。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、実施性、音声品質、サラウンド音声体験、及び／又は物理的寸法間のトレードオフの改善を可能にし得る。

本発明の任意選択的な特徴に従うと、当該駆動装置構成は、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を含む第１駆動装置サブ構成、並びに第２駆動装置サブ構成を含み、前記第２駆動装置サブ構成は、−軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第３角度で構成される第３駆動装置と、−軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第４角度で構成される第４駆動装置と、を含む。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、実施性、音声品質、サラウンド音声体験、及び／又は物理的寸法間のトレードオフの改善を可能にし得る。

２つのこのようなスピーカ構成を使用するスピーカアレイは、特に、効果的且つ高品質な疑似サラウンド音声体験を提供し得る。スピーカアレイは、対称的な第１及び第２スピーカ構成を具体的には含み得る。第１及び第２スピーカ構成は、右及び左スピーカ構成に対応し得る。

本発明の任意選択的な特徴に従うと、前記スピーカアレイの前記軸上方向は、前記第１駆動装置サブ構成と前記第２駆動装置サブ構成との間の対称軸に対応する。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記スピーカアレイの前記軸上方向は、前記第１駆動装置及び前記第３駆動装置の軸上方向、及び前記第２駆動装置及び前記第４駆動装置の軸上方向、のうちの少なくとも１つに関する対称軸に対応する。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。

スピーカアレイの軸上方向は、具体的には、第１及び第３角度が同一であるように規定され得る。代替的に又は追加的に、スピーカアレイの軸上方向は、具体的には、第２及び第４角度が同一であるように規定され得る。軸上方向は、したがって、第１及び第３駆動装置の軸上方向間の角度及び／又は第２及び第４駆動装置の軸上方向間の角度、対応し得る。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記第１距離は前記第２距離の90％より小さい。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、深さ及び音声品質間の、及び／又は、生成されるノッチ及び指向性信号の特性間の、特に有利なトレードオフを提示し得る。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記第１距離は前記第２距離の60％から90％の間にある。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、深さ及び音声品質間の、及び／又は、生成されるノッチ及び指向性信号の特性間の、特に有利なトレードオフを提示し得る。

特に有利な性能は、第１距離が第２距離の略80%であることに関して分かっている（特に75%〜85%の間において有利な性能を提供する）。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記第２角度は前記第１角度より少なくとも5°より多い。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、疑似サラウンド音声応用例に関する反射信号と直接信号との間の特に有利なトレードオフを提供し得る。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記第１角度は10°から30°の間にあり、前記第２角度は30°から50°の間にある.

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、疑似サラウンド音声応用例に関する反射信号と直接信号との間の特に有利なトレードオフを提供する一方で、なお効率的なノッチ領域が音声環境おいて生成されることを可能にし得る。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記フロント軸へ投影される前記第２フロント区分の前記最も近い部分と前記第１駆動装置フロント区分の前記最も遠い部分との間の距離に対応する投影距離は、前記第１距離と前記第２距離との間の距離の25%から75%の間である。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、深さ及び音声品質間の、及び／又は、生成されるノッチ及び指向性信号の特性間の、特に有利なトレードオフを提示し得る。特に、このことは、多くの実施例において、生成される音声信号の着色及びコームフィルタリングの低減をもたらし得る一方で、効率的なノッチが生成されるのを可能にする。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記第１距離と前記第２距離との間の距離によって除算される、前記フロント軸へ投影される前記第２駆動装置フロント区分の前記最も近い部分と前記第１駆動装置フロント区分の前記最も遠い部分との間の距離に対応する投影距離の逆正弦として与えられる角度は、前記第１角度より大きく且つ前記第２角度より小さい。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、深さ及び音声品質間の、及び／又は、生成されるノッチ及び指向性信号の特性間の、特に有利なトレードオフを提示し得る。特に、このことは、多くの実施例において、生成される音声信号の着色及びコームフィルタリングの低減をもたらし得る一方で、効率的なノッチが生成されるのを可能にする。

本発明の任意選択的な特徴にしたがうと、前記角度は、前記第１角度及び前記第２角度のほぼ平均値である。

このことは、特に有利な実施性及び／又は性能を提供し得る。具体的には、このことは、深さ及び音声品質間の、及び／又は、生成されるノッチ及び指向性信号の特性間の、特に有利なトレードオフを提示し得る。特に、このことは、多くの実施例において、生成される音声信号の着色及びコームフィルタリングの低減をもたらし得る一方で、効率的なノッチが生成されるのを可能にする。

一般的に、特に有利な性能は、平均角度の±5°の間内に維持され得る。平均角度は、第１及び第２角度の合計の半分として決定され得る。

本発明の別の態様に従うと、少なくとも１つの駆動装置構成を含むスピーカアレイであって、当該少なくとも１つの駆動装置構成は、−軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は前記第１駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第１駆動装置の部分を含む第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置と、−軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は前記第２駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第２駆動装置の部分を含む第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置と、を含み、−前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い前方部分と交差し、前記スピーカアレイの前記軸上と直交する、フロント軸からの第１距離は、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への前記フロント軸からの第２距離よりも小さい、スピーカアレイが提供される。

本発明の１つの態様に従うと、少なくとも１つの駆動装置構成を含む単一のスピーカアレイからサラウンド音声体験を生成するサラウンド音声システムであって、当該少なくとも１つの駆動装置構成は、−軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は前記第１駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第１駆動装置の部分を含む第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置と、−軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は前記第２駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第２駆動装置の部分を含む第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置と、を含み、−前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い前方部分と交差し、前記スピーカアレイの前記軸上と直交する、フロント軸からの第１距離は、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への前記フロント軸からの第２距離よりも小さい、サラウンド音声システムが提供される。

本発明にある態様に従うと、スピーカアレイに関する駆動装置構成を提供する方法であって、当該方法は、−軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は前記第１駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第１駆動装置の部分を含む第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置を提供するステップと、−軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は前記第２駆動装置の放射要素のフロント縁部と前記フロント縁部の前に前記第２駆動装置の部分を含む第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置を提供するステップと、を含み、−前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い前方部分と交差し、前記スピーカアレイの前記軸上と直交する、フロント軸からの第１距離は、前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への前記フロント軸からの第２距離よりも小さい、方法が提供される。

本発明のこれらの及び他の態様、特徴及び有利な点は、以下に記載される実施例から明らかであり、これらを参照にして説明される。

本発明の実施例は、図面を参照にし、例のみとして説明される。

図１は、従来技術に従うスピーカアレイの例を示す。 図２は、本発明の特定の実施例に従うスピーカアレイの例を示す。 図３は、本発明の特定の実施例に従う駆動装置構成の例を示す。 図２は、本発明の特定の実施例に従う駆動装置構成の例を示す。

以下の説明は、疑似サラウンド音声体験を生成するためのスピーカアレイに適用可能な本発明の実施例に焦点を当てる。しかし、本発明は、この実施例に制限されず、他の多くのスピーカアレイに適用され得ることを理解され得る。

図２は、本発明の特定の実施例に従うスピーカアレイ２０１の例を示す。例において、スピーカアレイ２０１は、スピーカアレイ２０１のみを用いて疑似サラウンド信号を生成するのに用いられる。スピーカアレイ２０１は、２つの駆動装置構成２０３・２０５を含み、これらは、具体的な例において、スピーカアレイ２０１の対称な中央軸２０７の周りに対称である。例において、対称な中央軸２０７は、スピーカアレイ２０１の軸上方向に対応する。例において、軸上方向は、スピーカアレイ２０１のフロント部にほぼ直交する。

スピーカアレイ２０１は、聴取位置２０９における疑似サラウンド音声体験を提供するのに使用される。スピーカアレイ２０１は、音声信号２１１・２１３は、直接スピーカ構成から聴取位置２０９へ仕向けられるように設計される。これらの信号は、スピーカアレイ２０１の方向に沿って空間的印象を生成し得る。具体的には、右又は左音声供給位置は、右又は左スピーカ構成２０３・２０５のそれぞれのみから対応する右及び左信号を送信するすることによって提供され得る。中央音声供給位置は、右及び左スピーカ構成２０３・２０５の両方から対応する中央信号を伝送することによって達成され得、個々のスピーカ構成２０３・２０５へ供給される信号の振幅及び位相は同一である。

加えて、スピーカアレイ２０１は、指向性信号２１５が外側へ伝送されるのを可能にするように構成される。これらの信号２１５・２１７は、この場合、側壁２１９・２２１の反射である反射を介して聴取位置へ達する。したがって、側方放射信号は、聴取者の側方に対する音声供給位置として知覚され、したがって、疑似サラウンド音声体験を聴取位置２０９（又は相対的にその場所の近く）にいる聴取者へ提供し得る。特定の実施例において、例えば後方の反射は、聴取位置の背後の音声供給の印象を提供するために使用され得ることを理解される。

しかし、聴取位置へ達する反射音声信号の品質及び方向は、スピーカアレイ２０１が使用される特定の音声環境に依存し得、特に、所要の反射を与え得るオブジェクトの存在及び特徴に依存し得る。例えば、特定の環境において、反射信号のみに基づき完全なサラウンド音声体験を提供することを完全に可能にする反射を得ることは可能でない。例えば、極端な場合において、聴取者に達する反響が存在し得ず、したがって、聴取者は、ユーザによって知覚される音声イメージから反射サラウンド信号が消失するので、いかなる空間的サラウンド音声も知覚し得ない。

したがって、スピーカアレイ２０１は、サラウンド信号に関するノッチ領域２２３・２２５を生成するように更に構成される。ノッチ領域２２３・２２５において、２つのスピーカ構成２０３・２０５から受信されるサラウンド音声は位相を外れて受信され、聴取者による拡散的音声体験を生じさせる。拡散的音声は、ユーザに、これらの信号に関するいかなる指向的キューも導入することなく、側方又はサラウンドのチャネルの音声を提供し得る。特に、ノッチの拡散的音声は、ユーザにサラウンドチャネルの音声を、これらがスピーカアレイ２０１から生じているように知覚されるように、提供し得る。実際に、このような信号のいかなる指向性キューも、反射信号からピックアップされ得る。

したがって、サラウンド音声信号は、反射に関する側方オブジェクトへ指向的に、及び、聴取者への拡散的信号として、の両方により、放射される。この対処法は、適切な反射が用いられ得る場合、強いサラウンド音声体験が達成され得ることを仮定する一方で、同時に、サラウンド音声の知覚が強い反射が存在しない状況に制限されないことを保証する。確かに、反射が欠如する場合であっても、サラウンド音声は、なお、聴取者によって非指向的に知覚される。確かに、通常の状況において、知覚されるサラウンド音声体験は、反射音声信号によるものよりも、ノッチの拡散的音声信号によってより支配的である。

望まれる対処法による課題は、直接信号及び反射信号間の高度な分離を達成するための駆動装置構成に関する要件は、内向きノッチ領域２２３・２２５を達成するための要件と衝突する傾向があるということである。

図１の従来技術のシステムにおいて、外側の駆動装置１０１・１０３・１０７・１０９は、直接信号及び反射信号間の良好な分離を提供するために外側へ角度付けられている。しかし、結果として、ノッチ領域も、外側へ向けられる傾向にあり得る。ノッチ領域を更に内向きに角度付けるためには、遅延が中位駆動装置１０３・１０９に導入され得る。しかし、このような処理は、方向だけでなく、生成される音声ビームの形状をも変更する傾向にある。具体的には、このような処理は、体験を劣化させ得、そして着色をも生じさせ得るサイドローブを導入する傾向がある。

図２のスピーカアレイ２０１において、スピーカアレイ２０１の個々の駆動装置構成２０３・２０５は改善された性能が達成され得るようにされる。特に、スピーカアレイ２０１の深さの低減が達成され得る。更に、改善されたノッチが生成され得、特に、駆動装置は、ノッチ領域２２３・２２５が更に内向きに角度付けられるように構成され、これにより、あまりビーム形成を必要とさせず（例えば、少ない駆動装置相互遅延）、これにより、音声品質の改善を生じさせる。特定の実施例において、遅延は、ノッチを更に外側へ角度付けるために駆動装置間において導入され得ることを理解され得る。

図３は、本発明の特定の実施例に従う駆動装置構成の例を例示する。図３は、図２のスピーカアレイ２０１の右の駆動装置構成２０５を具体的には反映し得る。特定の例において、左の駆動装置構成２０３は、右の駆動装置構成２０５に（中央軸２０７周りに）対照的に同一である。したがって、図３の構成は、左の駆動装置構成２０３の鏡像としても考慮され得る。図３は、２つの駆動装置構成３０１・３０３を例示するが、駆動装置構成２０３・２０５は、より多くの駆動装置を含み得、特に、追加的な直列スピーカ（例えば、スピーカアレイ２０１の軸上方向２０７に並行な軸上方向に角度付けられる直列スピーカ）が含まれ得ることを理解され得る。

図１の従来技術のシステムと同様に、駆動装置構成２０５は、サラウンド信号を生成するために反射される指向性信号の特性を向上させるために外向きに角度付ける第１駆動装置３０１及び第２駆動装置３０３を含む。しかし、図１の従来技術のシステムとは対照的に駆動装置構成３０１・３０３は、直列構成で少なくとも部分的に構成される。確かに、本発明者は、駆動装置が互いに益々干渉することにより（具体的には、第１駆動装置３０１によって発される音声信号を第２駆動装置３０３がブロックすることにより）性能が低下することよりも、（部分的）直列構成が、実際に性能を改善し、改善された指向性信号及び/又はノッチ領域が生成されるようにすることに気が付いた。

図３の駆動装置構成において、第１駆動装置３０１は、軸上方向がスピーカアレイ２０１の軸上方向３０７に対して第１角度αであるように構成される。

駆動装置に関する軸上方向は、駆動装置の主ビームの方向であり得る。多くの場合、軸上方向は、放射音声圧力が最大である方向であり得る。通常、軸上方向は、駆動装置の及び／又は駆動装置の放射要素の対称軸に対応する。例えば、多くの駆動装置の放射要素は、放射要素の中央を通ずる線の周りの回転に関して回転的に不変であり、この線は、通常前記軸上方向である。

スピーカアレイの軸上方向は、通常、スピーカアレイのフロント部にほぼ直交する。特に、スピーカアレイに関する軸上方向は、理想的と仮定される聴取位置からスピーカアレイに関する対称中央点に対する方向である。理想的と仮定される聴取位置は、通常、２つの異なるスピーカ領域の対応する点に対する同一の距離を有する中央位置である。

駆動装置軸上方向３０５と軸上方向３０７におけるスピーカアレイ２０１との間の角度は、反射に関して効率的な外向き信号を生成するために少なくとも5°である。

駆動装置構成２０５において、第２駆動装置３０３は、軸上方向３０９がスピーカアレイ２０１の軸上方向３０７に対して第２角度βであるように構成される。更に、第２角度βは、直接信号及び反射信号間の改善された分離を提供するために、第１角度αより大きい。

構成２０５において、駆動装置３０１・３０１は、更に、（部分的に）直列構成で配置される。具体的には、スピーカアレイ２０１（又は個々の構成）のフロント軸３１１は、スピーカアレイ２０１軸上方向３０７に直交すること、且つ、第１駆動装置３０１の最も前方の点である点３１３を交差すること、によって規定される。具体的には、フロント軸３１１は、スピーカアレイ２０１に対してスピーカアレイ軸上方向に直交な平面を動かすことによって到達される、第１駆動装置３０１の前方部分の第１接触点である。

多くの実施例において、フロント軸３１１は、スピーカアレイ２０１のフロント区分に対応する、又は並行であり得る。

例において、駆動装置のフロント区分は、放射要素のフロント縁部、及び、フロント縁部の前にある駆動装置のいずれかの部分として規定される。駆動装置のフロント区分は、スピーカ構成とは独立して規定され、駆動装置フロント区分は、駆動装置のフロント部のみを、すなわち、主音声放射方向に向かう駆動装置の要素を、参照して規定される。具体的には、駆動装置のフロント区分は、駆動装置軸上方向に対して直交し且つ放射要素のフロント部と交差する平面の主音声放射側に位置される駆動装置の部分（すなわち、軸上方向に沿って及び主音声信号が放射される方向から平面を駆動装置へ動かす場合に最初に遭遇される放射要素の縁部）であり得る。

例において、駆動装置のフロント区分は、したがって、駆動装置を取付けるために使用される周囲金属フレームなどを含み得る。しかし、他の実施例において、フロント区分は、放射要素のみを部分を含むように規定され得ることを理解される。具体的には、駆動装置のフロント区分は、駆動装置フロント放射要素縁部として規定され得る。

図３のスピーカ構成において、第１及び第２駆動装置３０１・３０３は、それぞれ、フロント区分３１５・３１７を有し、これらは、駆動装置軸上方向３０５・３０９に直交する。したがって、第１駆動装置３０１に関する駆動装置軸上方向３０５とスピーカアレイ軸上方向３０７との間の角度αはフロント軸３１１と第１駆動装置３０１のフロント区分３１５との間の角度と同一である。同様に、第２駆動装置３０３に関する駆動装置軸上方向３０９とスピーカアレイ軸上方向３０７との間の角度βは、フロント軸３１１と第２駆動装置３０３のフロント区分３１７との間の角度と同一である。

当該構成において、フロント軸３１１から第２駆動装置フロント区分３１７の最も近い部分３１９への第１距離は、フロント軸１１から第１駆動装置フロント区分３１５の最も遠い（最も距離のある）部分への距離ｘより小さい。したがって、フロント軸３１１と第２駆動装置フロント区分３１７との間の最小距離は、フロント軸３１１と第１駆動装置フロント区分３１７との間の最大距離より小さい。

図３のスピーカ構成における駆動装置の構成は、したがって、少なくとも部分的に直列構成である。特定の例において、両方の駆動装置の前方部分がフロント軸と交差する完全な直列構成が使用される。

干渉及びひずみ（例えば、望ましくないブロッキング、回折及び反射など）を防ぐために、スピーカアレイ２０１の駆動装置が他の駆動装置の音声ビームの外側に位置されるべきという従来の仮定とは対照的に、図３の例における角度付き駆動装置の部分的直列構成の使用は、多数の有利な点を与える。

第１に、このことは、平面スクリーンテレビで多くの場合使用される疑似サラウンド音声応用例に関して特に重要であり得るスピーカアレイの深さの低減を可能にする。当該構成は、性能の改善を提供し、具体的には、（部分的）直列構成は、自然に生成されるノッチ領域が更に内向きに角度付けられるようにする。したがって、低減されたビーム形成／遅延が必要とされ、これにより、これらと関連付けられる歪み及び劣化を低減させる。

具体的には、図３の例において示される完全な直列構成に関して、ノッチ領域のかなり内向きな角度付けが達成され、一般的に、ノッチは、増加する直列構成に関して、より内向きに角度付けられるようになる。このことは、内部スピーカに遅延を加えることと同様であり、したがって、直列配置は、この遅延が低減されるようにさせ、これにより、遅延対策に内在的なサイドローブの生成を低減させる。

特定の例において、スピーカアレイ２０１は、図３の構成に対応する対称的な駆動装置構成を含む。したがって、第１駆動装置２０３は、角度α及びβに対応する角度で外向きに角度付けられる２つの駆動装置も含む。しかし、スピーカアレイ２０１の軸上方向３０７に対して、角度は逆である（すなわち−α、及び−β）。

確かに、軸上方向３０７は、特定の例において、対称軸２０７と同一であり、そして、具体的には、２つの駆動装置構成の対応する駆動装置間における対称軸である。

異なる実施例において、駆動ユニットの正確な角度付け及び偏位が使用され得ることを理解され得る。

多数の実験及びシミュレーションは、具体的に、第１距離（フロント軸３１１から第２駆動装置フロント区分３１７への最小距離）に関して、第２距離（フロント軸３１１から第１駆動装置フロント区分３１５への最大距離）の90％未満であることは、多くの状況及び応用例において有利な性能を生じさせることを示している。特に、約80%の比率は、多くの実施例において最適に近い性能を与え、60%から90%の間の比率は多くの実施例において有利である。

更に、実験は、10°から30°の間の第１角度αと30°から50°の間の第２角度βは高い有利な性能を与えることを示していた。特に、角度間における少なくとも5°の差が性能の改善を与える。

多くの実施例において、最適に近い性能は20°前後の第１角度、40°前後の第２角度、及び約80%の距離比率に関して達成されることが分かっている。

しかたがって、上述の値は、直接的な及び反射的な信号差別化及びノッチ領域角度付けの異なる及び通常衝突する要件の間における特に有利なトレードオフとして認識されている。

図３の駆動装置構成において、第２駆動装置３０３は、フロント軸３１１に並行な方向に第１駆動装置から外側に更に移動される。

したがって、例において、第１駆動装置フロント区分３１５の最も遠い点３２１と第２駆動装置フロント区分３１７の最も近い点３１９の間の距離は、スピーカアレイ軸上方向３０７に並行な直列距離ｘ、及び、フロント軸３１１に並行な側方距離ｙに対応する。したがって、側方距離ｙは、第１駆動装置フロント区分３１５の最も遠い点３２１と、第２駆動装置フロント区分３１７の最も近い部分との間の、フロント軸３１１へ投影される距離に対応する。

スピーカアレイ２０１の性能は、更に、側方距離に依存し得ることが理解され、実験及びシミュレーションは、側方距離ｙが直列距離ｘの25%から75%の間にある場合に特に有利な性能が達成され得ることを示している。

より詳細には、少なくとも部分的な直列な構成の結果として、第２駆動装置３０３は、第１駆動装置３０１から放射される音声に対する障害物を提供する。図４に示されるように、このことは、２つの駆動装置３０１・３０３間に生成されるブロック「壁」４０１に対応することを考慮され得る。このことは、着色として聞かれ得る回折及びコームフィルタリングを生じさせる傾向があり得る。したがって、特定の劣化が生じ得る。劣化は、多くの場合、スピーカアレイ２０１へ提供される信号を均等化することによって補償され得る。

しかし、このブロックの効果を低減することが望ましく、このことは、直列距離ｘを低減する及び／又は側方距離ｙを増加させることによって達成され得る。しかし、このことは、スピーカアレイ２０１の物理的寸法の増加をも生じさせ得る。更に、側方距離を増加させることは、駆動装置間の非相関性を増加させ得、これにより、ノッチ効果の低減を生じさせ得る。

したがって、これらの比率の間において、適切なトレードオフを見つけるために距離を最適化することが重要である。

多くの実験及びシミュレーションから、図３の直列角度φは第１角度αと第２角度βの間であるように選択される場合に、特に有利な動作が達成され得ることが決定されている。具体的には、直列角度φは、直列距離によって除算される側方距離の逆正接、すなわちφ＝ａｔａｎ（ｙ／ｘ）として規定され得る。

この場合、距離は、要件α＜φ＜βを満たすように設計され得る。

したがって、この区分は、多くの実施例において、導入されるブロッキングが許容できない音声品質劣化を生じさせないこと、許容されるノッチ効果が達成されること、直接信号及び間接信号間の適切な分離が達成されること、並びに、スピーカアレイの寸法（特に深さ）が低減されること、を保証する。

実験は、特に有利な性能が、角度φを第１角度及び第２角度の平均値略等しく設定することによって、達成され得ることを示している。

明瞭性のため上述の記載は、異なる機能的ユニット及び処理器を参照して本発明の実施例を説明してきたことを理解される。しかし、異なる機能的ユニット又は処理器の間におけるいかなる機能性の配分も、本発明から逸脱することなく用いられ得ることを理解される。例えば、個別の処理器又は制御器によって実行されるべきように例示される機能性は、同一の処理器又は制御器によって実行され得る。したがって、特定の機能性ユニットへの参照は、厳密な論理的又は物理的構造又は組織を示すのではなく、記載される機能性を提供するのに適した手段を参照するものとしてのみ見なされるべきである。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらのいずれの組合せを含むいかなる適切な形態においても実施化され得る。本発明は、任意選択的に、１つ以上のデータ処理器及び／又はデジタル信号処理器において実行する計算機ソフトウェアとして少なくとも一部は実施化され得る。本発明の実施例の要素及びコンポーネントは、いかなる適切な手法で物理的、機能的、及び論理的に実施化され得る。実際に、機能性は、単一のユニット、複数のユニット、又は別の機能的ユニットの一部として実施化され得る。このように、本発明は、単一のユニットにおいて実施化され得る、又は、異なるユニット及び処理器間において物理的及び機能的に分布され得る。

本発明は特定の実施例に関連して説明されているが、ここで開示される特定の形式に制限されるようには意図されていない。むしろ、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ制限されるべきである。追加的には、ある特徴は特定の実施例に関連して説明されているが、当業者は、説明される実施例の様々な特徴は本発明に従い組み合わせられ得ることを認識し得る。請求項において、「含む・有する」なる用語は、他の要素又はステップの存在を除外しない。
更に、個別に列挙されているものの、複数の手段、要素又は方法は、例えば、単一のユニット又は処理器によって実施化され得る。追加的に、個別の特徴は、異なる請求項に含まれ得、これらは、場合によっては、有利に組み合わせられ得、異なる請求項において含まれることは、特徴の組合せが実現可能でない及び／又は有利であることを暗示しない。あるカテゴリの請求項においてある特徴を含むことは、このカテゴリへの限定を意味せず、むしろ、この特徴は、適切に他の請求項のカテゴリへも等しく適用可能であることを意味する。更に、請求項における特徴の順序は、特徴が作用しなければならないいかなる特定の順序を暗示せず、特に方法の請求項における個々のステップの順序は、ステップがこの順序で実行されなければならないことを暗示しない。むしろ、ステップは、いかなる適切な順序で実行され得る。追加的に、単数形の記載は、複数系を除外しない。したがって、「１つの」「第１の」「第２の」等の記載は、複数を除外しない。請求項における参照符号は、明確化の例としてのみ提供されており、請求項の範囲をいかなるようにも制限するように解釈されるべきでない。

Claims (13)

1. スピーカアレイに関する駆動装置構成であって、当該駆動装置構成は、
   軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置と、
   軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置と、
   を含み、
   前記スピーカアレイの前記軸上と直交し且つ該軸上からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も近い前方部分と接触するフロント軸から、該フロント軸からみて前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への第１距離は、前記フロント軸からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への第２距離よりも小さく、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は音声ノッチを生成するように構成され、
   前記第１距離と前記第２距離との差によって除算される、前記フロント軸へ投影される前記第２駆動装置フロント区分の前記最も近い部分と前記第１駆動装置フロント区分の前記最も遠い部分との間の距離に対応する投影距離、の逆正接として与えられる角度は、前記第１角度より大きく且つ前記第２角度より小さい、
   駆動装置構成。
2. 請求項１に記載の駆動装置構成であって、当該駆動装置構成は、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置を含む第１駆動装置サブ構成、並びに第２駆動装置サブ構成を含み、前記第２駆動装置サブ構成は、
   −軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第３角度で構成される第３駆動装置と、
   −軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第４角度で構成される第４駆動装置と、
   を含む、駆動装置構成。
3. 請求項２に記載の駆動装置構成であって、前記スピーカアレイの前記軸上方向は、前記第１駆動装置サブ構成と前記第２駆動装置サブ構成との間の対称軸に対応する、駆動装置構成。
4. 請求項２に記載の駆動装置構成であって、前記スピーカアレイの前記軸上方向は、
   前記第１駆動装置及び前記第３駆動装置の軸上方向、及び
   前記第２駆動装置及び前記第４駆動装置の軸上方向、
   のうちの少なくとも１つに関する対称軸に対応する、駆動装置構成。
5. 請求項１に記載の駆動装置構成であって、前記第１距離は前記第２距離の90％より小さい、駆動装置構成。
6. 請求項１に記載の駆動装置構成であって、前記第１距離は前記第２距離の60％から90％の間にある、駆動装置構成。
7. 請求項１に記載の駆動装置構成であって、前記第２角度は前記第１角度より少なくとも5°より多い、駆動装置構成。
8. 請求項１に記載の駆動装置構成であって、前記第１角度は10°から30°の間にあり、前記第２角度は30°から50°の間にある、駆動装置構成。
9. 請求項１に記載の駆動装置構成であって、前記フロント軸へ投影される前記第２フロント区分の前記最も近い部分と前記第１駆動装置フロント区分の前記最も遠い部分との間の距離に対応する投影距離は、前記第１距離と前記第２距離との差の25%から75%の間である、駆動装置構成。
10. 請求項１に記載の駆動装置構成であって、前記角度は、前記第１角度及び前記第２角度のほぼ平均値である、駆動装置構成。
11. 少なくとも１つの駆動装置構成を含むスピーカアレイであって、当該少なくとも１つの駆動装置構成は、
    軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置と、
    軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置と、
    を含み、
    前記スピーカアレイの前記軸上と直交し且つ該軸上からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も近い前方部分と接触するフロント軸から、該フロント軸からみて前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への第１距離は、前記フロント軸からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への第２距離よりも小さく、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は音声ノッチを生成するように構成され、
    前記第１距離と前記第２距離との差によって除算される、前記フロント軸へ投影される前記第２駆動装置フロント区分の前記最も近い部分と前記第１駆動装置フロント区分の前記最も遠い部分との間の距離に対応する投影距離、の逆正接として与えられる角度は、前記第１角度より大きく且つ前記第２角度より小さい、
    スピーカアレイ。
12. 少なくとも１つの駆動装置構成を含む単一のスピーカアレイからサラウンド音声体験を生成するサラウンド音声システムであって、当該少なくとも１つの駆動装置構成は、
    軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置と、
    軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置と、
    を含み、
    前記スピーカアレイの前記軸上と直交し且つ該軸上からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も近い前方部分と接触するフロント軸から、該フロント軸からみて前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への第１距離は、前記フロント軸からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への第２距離よりも小さく、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は音声ノッチを生成するように構成され、
    前記第１距離と前記第２距離との差によって除算される、前記フロント軸へ投影される前記第２駆動装置フロント区分の前記最も近い部分と前記第１駆動装置フロント区分の前記最も遠い部分との間の距離に対応する投影距離、の逆正接として与えられる角度は、前記第１角度より大きく且つ前記第２角度より小さい、
    サラウンド音声システム。
13. スピーカアレイに関する駆動装置構成を提供する方法であって、当該方法は、
    軸上方向が前記スピーカアレイの軸上方向に対して第１角度で構成される第１駆動装置であって、前記第１角度は5°を越え、前記第１駆動装置は第１駆動装置フロント区分を有する、第１駆動装置を提供するステップと、
    軸上方向が前記スピーカアレイの前記軸上方向に対して第２角度で構成される第２駆動装置であって、前記第２駆動装置は第２駆動装置フロント区分を有し、前記第２角度が前記第１角度より大きい、第２駆動装置を提供するステップと、
    を含み、
    前記スピーカアレイの前記軸上と直交し且つ該軸上からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も近い前方部分と接触するフロント軸から、該フロント軸からみて前記第２駆動装置フロント区分の最も近い部分への第１距離は、前記フロント軸からみて前記第１駆動装置フロント区分の最も遠い部分への第２距離よりも小さく、前記第１駆動装置及び前記第２駆動装置は音声ノッチを生成するように構成され、
    前記第１距離と前記第２距離との差によって除算される、前記フロント軸へ投影される前記第２駆動装置フロント区分の前記最も近い部分と前記第１駆動装置フロント区分の前記最も遠い部分との間の距離に対応する投影距離、の逆正接として与えられる角度は、前記第１角度より大きく且つ前記第２角度より小さい、
    方法。

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