JP7151840B2

JP7151840B2 - 音響システム

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Publication number: JP7151840B2
Application number: JP2021133104A
Authority: JP
Inventors: 勝宏福井; 和則小林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2022-10-12
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: JPWO2021192166A1; EP4131991A1; WO2021192166A1; JP2022171823A; CN115336285A; JP2021180529A; US20230188889A1; JP6958763B1; EP4131991A4

Description

本発明は、航空機や自動車などの座席に設置されるオーディオシステムで利用することができる、音の再生技術に関する。

従来、ユーザは、航空機内で映画や音楽を視聴するために、イヤホンやヘッドホンを利用していた（非特許文献１参照）。これは、スピーカを用いると、ユーザの周辺にまで再生音が届き、他のユーザの迷惑になるためである。

機内エンターテインメント／JALファーストクラス, ［online］，［令和２年３月１０日検索］，インターネット <URL: https://www.jal.co.jp/jp/ja/inter/service/first/entertainment/index.html>

しかし、イヤホンやヘッドホンの装着は、ユーザにとってわずらわしさがある。また、髪型が乱れることなどを理由に、装着を好まないユーザもいる。装着による耳への圧迫を嫌うユーザもいる。さらには、イヤホンやヘッドホンの長時間の装着は、ユーザに聴き疲れを感じさせることもある。

イヤホンやヘッドホンの装着を不要とするため、波面合成技術を用いて仮想の音場を合成することも考えられるが、この場合、大規模なスピーカアレイを準備する必要があり、現実的ではない。

そこで本発明では、イヤホンやヘッドホンを用いることなく周囲のユーザに聴きとれない音を再生する、航空機や自動車などの座席を利用するユーザのための音響システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、Nを1以上の整数とし、再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と第2n音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムとを含む音響システムであって、第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となり、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となり、第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。

本発明の一態様は、Nを1以上の整数とし、再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、第2n-1音響信号から高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号から高域の信号である第2n高域信号と低域の信号である第2n低域信号を生成する第n帯域分割部(n=1, …, N)を含む帯域分割装置と、ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と、第2n-1高域信号に基づく音を放音する前記正のスピーカユニットに付属するツイータと、第2n低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）と、第2n高域信号に基づく音を放音する前記負のスピーカユニットに付属するツイータとを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムとを含む音響システムであって、第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。

本発明の一態様は、Nを1以上の整数とし、再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、第2n-1音響信号から高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号から低域の信号である第2n低域信号を生成する第n帯域分割部(n=1, …, N)を含む帯域分割装置と、
ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と、第2n-1高域信号に基づく音を放音する、スピーカボックスに収納されたツイータと、第2n低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムとを含む音響システムであって、第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。

本発明の一態様は、所定の音源の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と前記音響信号と逆位相の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含むスピーカユニットペアを少なくとも１つ含むスピーカシステムを含む音響システムであって、前記スピーカユニットペアがユーザと対向する方向をユーザ方向とし、前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音と前記スピーカユニットペアの負のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。

本発明の一態様は、所定の音源の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と前記音響信号と逆位相の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含むスピーカユニットペアを少なくとも１つ含むスピーカシステムを含む音響システムであって、前記スピーカユニットペアがユーザと対向する方向をユーザ方向とし、前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音と前記スピーカユニットペアの負のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となり、前記スピーカユニットペアの近傍でのみ前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットから放音された音を聴きとることが可能となる。

本発明によれば、ごく限られた狭い範囲でのみ聴きとることができる音を再生することが可能となる。

スピーカから放音される音の指向性を説明するための図である。スピーカユニットから放音される音の指向性を説明するための図である。スピーカユニットペアから放音される音を説明するための図である。スピーカユニットペアから放音される音の指向性を説明するための図である。実験の様子（スピーカとマイクの位置関係）を示す図である。実験の様子（スピーカユニットとマイクの位置関係）を示す図である。実験の様子（スピーカユニットペアとマイクの位置関係）を示す図である。実験の様子（その他の測定位置）を示す図である。実験結果（条件１）を示す図である。実験結果（条件２）を示す図である。実験結果（条件３）を示す図である。実験結果（条件４）を示す図である。航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。音響システム１００の構成の一例を示すブロック図である。音響システム１０２の構成の一例を示すブロック図である。部材１２２２を取り付けたスピーカユニットペア１２２の構成の一例を示す図である。音響システム１０４の構成の一例を示すブロック図である。音響システム２００の構成の一例を示すブロック図である。音響システム３００の構成の一例を示すブロック図である。音響システム１０６の構成の一例を示すブロック図である。部材１２２４を取り付けたスピーカユニットペア１２２の構成の一例を示す図である。音響システム１０８の構成の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

＜技術的背景＞
まず、スピーカから放音される音の指向性について説明する。次に、本願発明のスピーカユニットペアから放音される音の指向性について説明する。最後に、本願発明のスピーカユニットペアの効果を確認する実験の結果について説明する。

《１：スピーカから放音される音の指向性》
通常、スピーカは、スピーカユニットとスピーカボックスで構成される。スピーカユニットとは、電気信号である音響信号を空気の振動に変換する（つまり、音波を生成する）振動板を含む構成部である。また、スピーカボックスとは、スピーカユニットを収納する構成部である。

音響信号がスピーカに入力されると、スピーカユニットの振動板が振動し、振動板が振動する両方向に音波が放射される。ここで、スピーカボックスの外側（つまり、スピーカユニットの正面方向）に放射される音波を正の音波、スピーカボックスの内側（つまり、スピーカユニットの背面方向）に放射される音波を負の音波という。負の音波は、正の音波の位相と逆の位相の音波である。図１は、スピーカから放音される音の指向性を説明するための図である。図１に示すように、正の音波はスピーカから全方位に放射されることになる一方、負の音波はスピーカボックスの外に出ることはない。その結果、スピーカから放音される音は広い範囲で聴こえることになる。

《２：スピーカユニットペアから放音される音の指向性》
ここでは、まず、裸のスピーカであるスピーカユニットから放音される音の指向性について説明する。図２は、スピーカユニットから放音される音の指向性を説明するための図である。スピーカユニットのみの場合、スピーカの場合と異なり、スピーカボックスの中に隠れているスピーカユニットの背面から負の音波が放射される。そのため、図２に示すように、スピーカユニットから放音される音は、双指向性という特性を有する。

本願発明では、この双指向性を利用する。以下、具体的に説明する。まず、図３にあるように、スピーカユニットを２つ並べ、スピーカユニットペアを作る。このスピーカユニットペアに正負が逆の関係にある音響信号をそれぞれ入力すると、２つのスピーカユニットの振動板がそれぞれ振動し、これら２つの音響信号に基づく音を放音する。すると、図４に示すように、スピーカユニットペアの近傍を除き、全方位の音が消去される。つまり、音が消去されるのは、スピーカユニットペアから十分に離れた位置のみであり、スピーカユニットペアの近傍では音は消去されない。スピーカユニットペアの近傍で音が消去されないのは、スピーカユニットペアの近傍ではスピーカユニットの正面から放射される音波と背面から回り込んでくる音波の位相がそろわないためである。

つまり、スピーカユニットペアを構成する一つのスピーカユニットに所定の音響信号を、もう一つのスピーカユニットに当該所定の音響信号と逆位相の音響信号を入力すると、スピーカユニットペアの近傍でのみ音が聴こえるという性質を利用すると、スピーカユニットペアの近傍にいるユーザにのみ音が聴こえ、それ以外のユーザには音が聴こえないという状況を作り出すことが可能となる。

《３：実験結果》
ここでは、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの周波数特性を測定する実験の結果について説明する。実験では、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアとして、直径が4.5cmの振動板を有するスピーカ（図５参照）、当該スピーカからスピーカボックスを外しスピーカユニットのみとしたもの（図６参照）、当該スピーカユニットを２つ並べたもの（図７参照）を用いた。また、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの近傍の周波数特性を測定するために、以下の４つの条件でマイクを設置した。

（条件１）スピーカの正面から5cmの位置
（条件２）スピーカユニットの正面から5cmの位置
（条件３）スピーカユニットの正面から2cmの位置
（条件４）スピーカユニットペアの正面から2cmの位置
また、いずれの条件についても、比較のために、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの正面、背面、側面からそれぞれ100cmの位置にもマイクを設置した（図８参照）。

以下、実験結果について説明する。図９、図１０、図１１、図１２は、実験結果を示す図であり、それぞれ条件１、条件２、条件３、条件４での周波数と減衰の関係を示す図である。いずれの図も４つの曲線が示されており、そのうち、矢印で指した１つの曲線が正面から5cmまたは2cmの位置にあるマイクで収音したものであり、それ以外の３つの曲線が正面、背面、側面から100cmの位置にあるマイクで収音したものとなっている。なお、正面から5cmまたは2cmの位置の曲線は、スピーカ等の近傍に位置するため、ゲインが非常に大きいものとなる。そこで、見やすくするため、正面から5cmの位置の曲線については、100cmの位置の３つの曲線より-25dBしてプロットしている。同様に、正面から2cmの位置の曲線については、-32dBしてプロットしている。図９と図１０を比べてみると、スピーカを用いた場合、４つの曲線の間でほとんど差がない一方、スピーカユニットを用いた場合、正面から5cmの位置の曲線とそれ以外の３つの曲線の間では差があることがわかる。この差は低域であるほど著しい。また、図１１と図１２を比べてみると、スピーカユニットペアの方が、スピーカユニットより、正面から2cmの位置の曲線とそれ以外の３つの曲線の間での差が大きいこともわかる。

以上、実験により、本願発明のスピーカユニットペアから放音される音はスピーカユニットペアの近傍でのみ聴こえることが確認された。

＜第１実施形態＞
再生対象物に基づいて得られる音響信号を再生するシステムを音響システムという。音響システムは、音響信号を音（以下、この音のことを音響信号に基づく音という）として放音するためにスピーカシステムを含む。ここで、スピーカシステムは、アナログ信号である音響信号を音に変換する装置である。また、再生対象物とは、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、レコードに記録されたデータや、インターネットにより受信されたデータや、ラジオ放送、テレビ放送により受信された信号のように、所定の処理により音響信号を得ることができるデータや信号のことである。

ここでは、スピーカシステムの近傍にいるユーザにのみ再生対象物から得られる音響信号に基づく音が聴きとれるように再生する音響システムについて説明する。つまり、音響システムの再生音は、スピーカシステムの近傍にいるユーザ以外のユーザには聴きとれない。このような音響システムを、例えば、航空機の座席を利用するユーザのための音響システムとして利用すると、当該座席を利用するユーザのみ再生音を聴きとることができるシステムを提供することができる。図１３は、航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。図１３の音響システムは、着席したユーザの頭部を挟むように座席に設置されており、２つのスピーカユニットペアが左右の耳の近傍にくるように配置されている。なお、このような音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、リクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置することとしてもよい。ヘッドホンは、一般に開放型（オープンエア型）と密閉型（クローズド型）の２つに大別されるが、特に音漏れの心配がある開放型について上記技術を適用すると、音漏れが低減することが期待される。

以下、図１４を参照して音響システム１００を説明する。図１４は、音響システム１００の構成を示すブロック図である。図１４に示すように音響システム１００は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０は、N個（ただし、Nは1以上の整数）の再生部１１２（つまり、第1再生部１１２、…、第N再生部１１２）を含む。また、スピーカシステム１２０は、N個のスピーカユニットペア１２２（つまり、第1スピーカユニットペア１２２、…、第Nスピーカユニットペア１２２）を含む。スピーカユニットペア１２２は、２つのスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含む。負のスピーカユニット１２２１には、正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号が入力される。スピーカシステム１２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される。

なお、第nスピーカユニットペア１２２がユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置されるようにする。ここで、第nユーザ方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の正面方向のことである。また、第nユーザ方向と逆方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の背面方向のことである。

また、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から放音される音が他の座席を利用するユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置されるようにする。

以下、図１４に従い音響システム１００の動作について説明する。

再生装置１１０は、再生対象物に基づいて得られる音響信号である第1音響信号、第3音響信号、…、第2N-1音響信号を入力とし、第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を出力する。より具体的には、第n再生部１１２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号を入力とし、第2n-1音響信号から第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号を生成し、第2n-1音響信号と第2n音響信号を出力する。第2n-1音響信号、第2n音響信号は、それぞれ第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に入力される。

スピーカシステム１２０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号に基づく音、第2音響信号に基づく音、…、第2N音響信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１から放音し、第2n音響信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１から放音する。第2n-1音響信号と第2n音響信号は、互いに逆位相の関係にあるため、＜技術的背景＞で説明したように、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみ音が聴こえる。例えば、N=2の場合において、第1音響信号、第3音響信号をそれぞれある音源の右チャネルの音響信号、左チャネルの音響信号とすると、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみステレオの音が聴くことができる。

なお、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。同様に、第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。

本発明の実施形態によれば、スピーカシステムの近傍というごく限られた狭い範囲でのみ聴きとることができる音を再生することが可能となる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態の音響システム１００は、放音された音が聴こえる範囲、いわゆるスイートスポットが狭い。ここでは、スイートスポットを大きくする構造を有する音響システムについて説明する。

以下、図１５を参照して音響システム１０２を説明する。図１５は、音響システム１０２の構成を示すブロック図である。図１５に示すように音響システム１０２は、音響システム１００と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。しかし、音響システム１０２は、スピーカユニットペア１２２に部材１２２２が取り付けられている点において、音響システム１００と異なる。

以下、図１５に従い第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の構造について説明する。

第nスピーカユニットペア１２２には、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音がユーザ方向に回り込んでくる音の経路が長くなるようにするための部材１２２２が取り付けられている（図１６参照）。部材１２２２は、例えば、スピーカユニットの背面からの音の回り込みを防ぐ仕切り板のような部材でよい。この部材１２２２は、音の回り込みを防ぐのではなく、背面から回り込む音と正面からの音との位相差が大きくなるようにする、つまり、回り込んでくる音の経路が長くなるようにするために取り付けられるものである。

部材１２２２が取り付けられた第nスピーカユニットペア１２２は、第１実施形態の第nスピーカユニットペア１２２に比べて、スイートスポットが大きくなる。

＜第３実施形態＞
高域の音は波長が短いため、背面から回り込む音と正面からの音の位相がそろいにくい。そのため、高域の音は、低域の音に比べてスピーカユニットの近傍でも近傍以外の比較的離れた場所でも消去されにくいという特徴がある。第１実施形態の音響システム１００を構成するスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、いずれもスピーカボックスに収納されていないため、上記特徴により、高域の音が聴こえる範囲が広く、音漏れとなることもある。そこで、ここでは、高域の音がスピーカシステムの近傍以外に漏れにくい構造を有する音響システムについて説明する。

以下、図１７を参照して音響システム１０４を説明する。図１７は、音響システム１０４の構成を示すブロック図である。図１７に示すように音響システム１０４は、音響システム１００と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。しかし、音響システム１０４は、スピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の各々にツイータ１２２３が付属する点において、音響システム１００と異なる。ここで、ツイータとは、高域の信号を再生するためのスピーカユニットである。なお、ツイータ１２２３は、スピーカボックスに収納されているかのごとく、背面からの音が漏れない形で、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に付属しているものとする。

以下、図１７に従いスピーカシステム１２０の動作について説明する。

スピーカシステム１２０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号に基づく音、第2音響信号に基づく音、…、第2N音響信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１と正のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音し、第2n音響信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音する。

高域の音ほど直進性が高いという性質があるが、ツイータ１２２３の背面からの音が漏れない形になっているため、ツイータ１２２３から放音される高域の音は、全方位に音が漏れることを防ぐことができる。

＜第４実施形態＞
ツイータは、高域の信号を再生するためのスピーカユニットである。そこで、帯域分割処理により、高域の信号のみツイータに入力するようにしてもよい。そこで、ここでは、帯域分割処理を行う音響システムについて説明する。

以下、図１８を参照して音響システム２００を説明する。図１８は、音響システム２００の構成を示すブロック図である。図１８に示すように音響システム２００は、再生装置１１０と、帯域分割装置２１０と、スピーカシステム１２０を含む。帯域分割装置２１０は、N個の帯域分割部２１２（つまり、第1帯域分割部２１２、…、第N帯域分割部２１２）を含む。音響システム２００は、帯域分割装置２１０を含む点において、音響システム１０４と異なる。

以下、図１８に従い帯域分割装置２１０、スピーカシステム１２０の動作について説明する。

帯域分割装置２１０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号の高域の信号である第1高域信号と低域の信号である第1低域信号、第2音響信号の高域の信号である第2高域信号と低域の信号である第2低域信号、…、第2N音響信号の高域の信号である第2N高域信号と低域の信号である第2N低域信号を出力する。より具体的には、第n帯域分割部２１２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号の高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号の高域の信号である第2n高域信号と低域の信号である第2n低域信号を生成し、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n高域信号、第2n低域信号を出力する。

スピーカシステム１２０は、帯域分割装置２１０が出力した第1高域信号、第1低域信号、第2高域信号、第2低域信号、…、第2N高域信号、第2N低域信号を入力とし、第1高域信号に基づく音、第1低域信号に基づく音、第2高域信号に基づく音、第2低域信号に基づく音、…、第2N高域信号に基づく音、第2N低域信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)は、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n高域信号、第2n低域信号を入力とし、第2n-1低域信号に基づく音、第2n-1高域信号に基づく音をそれぞれ正のスピーカユニット１２２１、正のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音し、第2n低域信号に基づく音、第2n高域信号に基づく音をそれぞれ負のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に付属するツイータ１２２３から放音する。

＜第５実施形態＞
第４実施形態の音響システム２００では、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニットを用いた。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを２つ含むスピーカユニットペアを用いる代わりに、２つのスピーカユニットと１つのツイータを含むスピーカユニットペアを用いる音響システムについて説明する。

以下、図１９を参照して音響システム３００を説明する。図１９は、音響システム３００の構成を示すブロック図である。図１９に示すように音響システム３００は、再生装置１１０と、帯域分割装置３１０と、スピーカシステム３２０を含む。帯域分割装置３１０は、N個の帯域分割部３１２（つまり、第1帯域分割部３１２、…、第N帯域分割部３１２）を含む。また、スピーカシステム３２０は、N個のスピーカユニットペア３２２（つまり、第1スピーカユニットペア３２２、…、第Nスピーカユニットペア３２２）を含む。スピーカユニットペア３２２は、２つのスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）とツイータ３２２１を含む。音響システム３００は、帯域分割装置２１０、スピーカシステム１２０の代わりに帯域分割装置３１０、スピーカシステム３２０を含む点において、音響システム２００と異なる。

ツイータ３２２１は、背面からの音が漏れないように、スピーカボックスに収納されているのが好ましい。また、スピーカシステム３２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される。

なお、第nスピーカユニットペア３２２がユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペア３２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置されるようにする。ここで、第nユーザ方向とは、第nスピーカユニットペア３２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１、ツイータ３２２１の正面方向のことである。また、第nユーザ方向と逆方向とは、第nスピーカユニットペア３２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１、ツイータ３２２１の背面方向のことである。

また、第nスピーカユニットペア３２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から放音される音が他の座席を利用するユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置されるようにする。

以下、図１９に従い帯域分割装置３１０、スピーカシステム３２０の動作について説明する。

帯域分割装置３１０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号の高域の信号である第1高域信号と低域の信号である第1低域信号、第2音響信号の低域の信号である第2低域信号、…、第2N-1音響信号の高域の信号である第2N-1高域信号と低域の信号である第2N-1低域信号、第2N音響信号の低域の信号である第2N低域信号を出力する。より具体的には、第n帯域分割部３１２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号の高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号の低域の信号である第2n低域信号を生成し、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n低域信号を出力する。

スピーカシステム３２０は、帯域分割装置３１０が出力した第1高域信号、第1低域信号、第2低域信号、…、第2N-1高域信号、第2N-1低域信号、第2N低域信号を入力とし、第1高域信号に基づく音、第1低域信号に基づく音、第2低域信号に基づく音、…、第2N-1高域信号に基づく音、第2N-1低域信号に基づく音、第2N低域信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア３２２(n=1, …, N)は、第2n-1高域信号、第2n-1低域信号、第2n低域信号を入力とし、第2n-1高域信号に基づく音をツイータ３２２１から放音し、第2n-1低域信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１から放音し、第2n低域信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１から放音する。

＜第６実施形態＞
第３実施形態の音響システム１０４は、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニット１２２１を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを用いる代わりに、吸音特性がある部材を用いた、高域の音が漏れにくい音響システムについて説明する。

以下、図２０を参照して音響システム１０６を説明する。図２０は、音響システム１０６の構成を示すブロック図である。図２０に示すように音響システム１０６は、音響システム１０４と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。しかし、音響システム１０６は、ツイータ１２２３が付属するスピーカユニット１２２１の代わりに、ツイータ１２２３が付属しないスピーカユニット１２２１を用いる点、スピーカユニットペア１２２に部材１２２４が取り付けられている点において、音響システム１０４と異なる。

以下、図２０に従い第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の構造について説明する。

第nスピーカユニットペア１２２には、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音を吸収するための部材１２２４が取り付けられている（図２１参照）。部材１２２４は、高域の音が背面で放射されることを防ぐことができる部材であればどのようなものでもよい。なお、部材１２２４をスピーカユニットペア１２２の背面のみに設置する代わりに、部材１２２４をスピーカユニットペア１２２の正面以外を取り囲むように設置してもよい。

＜第７実施形態＞
第６実施形態の音響システム１０６は、部材１２２４が取り付けられたスピーカユニット１２２１を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、吸音材が取り付けられたスピーカユニットペアを用いる代わりに、スピーカユニットペアのスピーカユニットの各々を穴のあいたスピーカボックスに収納することで、高域の音がもれにくい音響システムについて説明する。

以下、図２２を参照して音響システム１０８を説明する。図２２は、音響システム１０８の構成を示すブロック図である。図２２に示すように音響システム１０８は、音響システム１０６と同様、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。音響システム１０８は、部材１２２４が取り付けられたスピーカユニットペア１２２の代わりに、スピーカボックス１２２５に収納されたスピーカユニット１２２１を含むスピーカユニットペア１２２を含む点において、音響システム１０６と異なる。

以下、図２２に従い第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の構造について説明する。

第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、それぞれスピーカボックス１２２５に収納されている。なお、スピーカボックス１２２５には、多数の穴があけられている。

＜補記＞
上述の本発明の実施形態の記載は、例証と記載の目的で提示されたものである。網羅的であるという意思はなく、開示された厳密な形式に発明を限定する意思もない。変形やバリエーションは上述の教示から可能である。実施形態は、本発明の原理の最も良い例証を提供するために、そして、この分野の当業者が、熟考された実際の使用に適するように本発明を色々な実施形態で、また、色々な変形を付加して利用できるようにするために、選ばれて表現されたものである。すべてのそのような変形やバリエーションは、公正に合法的に公平に与えられる幅にしたがって解釈された添付の請求項によって定められた本発明のスコープ内である。

Claims

Nを1以上の整数とし、
再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、
ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と第2n音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムと
を含む音響システムであって、
第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、
第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となり、
第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となり、
第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる
音響システム。
請求項１に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペアには、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音がユーザ方向に回り込んでくる音の経路が長くなるようにするための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。
請求項１に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニット、負のスピーカユニットは、いずれもツイータが付属するスピーカユニットであり、
第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットに付属するツイータは、第2n-1音響信号に基づく音を放音し、第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットに付属するツイータは、第2n音響信号に基づく音を放音する
ことを特徴とする音響システム。
請求項１に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペアには、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音を吸収するための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。
Nを1以上の整数とし、
再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、
第2n-1音響信号から高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号から高域の信号である第2n高域信号と低域の信号である第2n低域信号を生成する第n帯域分割部(n=1, …, N)を含む帯域分割装置と、
ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と、第2n-1高域信号に基づく音を放音する前記正のスピーカユニットに付属するツイータと、第2n低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）と、第2n高域信号に基づく音を放音する前記負のスピーカユニットに付属するツイータとを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムと
を含む音響システムであって、
第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、
第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる
音響システム。
Nを1以上の整数とし、
再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、
第2n-1音響信号から高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号から低域の信号である第2n低域信号を生成する第n帯域分割部(n=1, …, N)を含む帯域分割装置と、
ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と、第2n-1高域信号に基づく音を放音する、スピーカボックスに収納されたツイータと、第2n低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムと
を含む音響システムであって、
第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、
第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる
音響システム。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから放音される音と当該負のスピーカユニットから放音される音が前記ユーザ以外のユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置される
ことを特徴とする音響システム。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置される
ことを特徴とする音響システム。
所定の音源の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と前記音響信号と逆位相の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含むスピーカユニットペアを少なくとも１つ含むスピーカシステム
を含む音響システムであって、
前記スピーカユニットペアがユーザと対向する方向をユーザ方向とし、
前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音と前記スピーカユニットペアの負のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる
音響システム。
請求項９に記載の音響システムであって、
前記スピーカユニットペアは、ユーザの頭部に近い箇所に設置される
ことを特徴とする音響システム。
請求項９に記載の音響システムであって、
前記スピーカユニットペアには、前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットからユーザと対向する方向と逆方向に放音された音が前記ユーザと対向する方向に回り込んでくる音の経路が長くなるようにするための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。
請求項９に記載の音響システムであって、
前記スピーカユニットペアには、前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットからユーザと対向する方向と逆方向に放音された音を吸収するための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。
所定の音源の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、正のスピーカユニットという）と前記音響信号と逆位相の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット（以下、負のスピーカユニットという）とを含むスピーカユニットペアを少なくとも１つ含むスピーカシステム
を含む音響システムであって、
前記スピーカユニットペアがユーザと対向する方向をユーザ方向とし、
前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音と前記スピーカユニットペアの負のスピーカユニットから前記ユーザ方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となり、
前記スピーカユニットペアの近傍でのみ前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットから放音された音を聴きとることが可能となる
音響システム。