JPH07284188A - 音響再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピーカシステムのホーンや音響管を長くし
ないで、音響特性を劣化させずに、明瞭度が高く臨場感
豊かな音を再生すること。 【構成】 ＴＶなどの映像音響機器にホーン２５を有す
るスピーカシステム２２ａ，２２ｂを取りつける。スピ
ーカシステム２２において、スピーカユニット２３から
ホーン２５を介して音を出力すると、ホーン２５の長さ
が波長に比べて短かければ、再生周波数帯で共振による
ピークが生じる。このピークでディップになる周波数特
性のフィルタ２８を信号源２７に接続する。このフィル
タ２８の出力を音声判別手段７１で音声信号と非音声信
号に分離する。音声信号は直接スピーカシステム２２に
与え、非音声信号は音場制御手段２９を通し、サラウン
ド音に変換する。こうすると音声信号の定位は保持さ
れ、音楽信号はサラウンド効果が付加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピーカ振動板の前面
部に音波を導くホーンや音響管等を配置したたスピーカ
システムを用い、再生周波数特性に優れたスピーカシス
テムと音響効果を実現する音響再生装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】スピーカ振動板の前面部にホーンや音響
管を設け、振動板から発生した音波を導くスピーカシス
テムは、ホーンや音響管を用いない一般のスピーカシス
テムに比べ、出力音圧が大きく得られ、指向特性に優れ
ていることから、従来からよく用いられている。

【０００３】ここでホーンや音響管のついたスピーカシ
ステムを複数設けた従来の音響再生装置について説明す
る。図１４は、従来の音響再生装置に用いられるスピー
カシステム１の構造を示す要部断面図で、（ａ）は横断
面図、（ｂ）は縦断面図である。本図において、スピー
カユニット２がバックキャビティ３の開口部に取付けら
れる。バックキャビティ３はスピーカユニット２の振動
板の背面から放射する音波を外部に漏れないようにする
ためのキャビティである。ホーン４がスピーカユニット
２の前方に位置するようバックキャビティ３に取付けら
れている。図１４（ａ）に示すように、スピーカユニッ
ト２の振動板の前面から開口部に向かって、その断面積
が大きくなるようにホーン４が形成されており、音路部
５を通して外部に音響が放射される。

【０００４】ここで、ホーン４の長さＬを再生音の周波
数帯域の波長よりも十分長くすると、開口部４ａでの音
響インピーダンスの変化が非常に小さくなり、開口部４
ａでの音響インピーダンスのマッチングが非常によくな
る。この場合、再生音圧周波数特性が平坦になり、理想
のスピーカシステムが実現される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスピーカシステム１をテレビジョン受像機（以下、
テレビという）等の映像音響機器に組み込む場合では、
再生しようとする周波数帯域の波長よりもホーン４の長
さを十分に長くすることは実際には不可能である。この
ため一般にホーンを用いたスピーカシステムの再生音圧
周波数特性は、図３に示すように多くのピークディップ
が生じる。

【０００６】これは開口部４ａでの急激な音響インピー
ダンスの変化により、スピーカユニット２から放射され
た音波の一部が開口部４ａで反射するためである。これ
により音路部５内に共振が生じて多くのピークが生じ
る。以上のことは、ホーン４の代わりに断面積のあまり
変化しない音響管を用いたスピーカシステムについても
いえることであり、再生音圧周波数特性に多くのピーク
が生じる。

【０００７】いま図１５に示すような音響管６を考え
る。この音響管６の長さをＬ、音速をＣとすると、 ｆ＝（２ｎ−１）Ｃ／４Ｌ （ｎ＝１，２，３，…） となる周波数ｆで共振が生じる。なお、図１５はｎ＝２
の場合の音圧分布を示している。

【０００８】また、図１６に示すような特願昭６３−１
０９３４３号に開示されるスピーカシステムでは、音路
部５の側面に吸音材７と仕切り板８とを配置すること
で、再生周波数特性にピークの少ない平坦な特性を実現
しようとしている。しかし吸音材７の吸音特性がばらつ
いたり、また吸音材の量が少ない場合には所望の特性が
常に得られないという欠点があった。

【０００９】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、スピーカシステムのホーンや音
響管（以下、ホーンという）を長くしたり、また吸音材
や仕切り板などをホーン内部に配置せずに、音響特性を
落とすことなく明瞭度が高い音響再生装置を実現するこ
とを目的とする。また請求項３，５の発明はこれに加え
て、安価に臨場感豊かな音響効果を得られる音響再生装
置を実現することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、振動板の前面から放射される音波を導くホーンを配
置したスピーカシステムと、スピーカシステムの再生周
波数帯域における共振周波数成分の信号を減衰させるフ
ィルタと、を具備し、信号源の音響信号をフィルタを介
してスピーカシステムに与えて音波を出力することを特
徴とするものである。

【００１１】本願の請求項２の発明は、受聴者の左右前
方に設置され、振動板の前面から放射される音波を導く
ホーンを配置したスピーカシステムと、スピーカシステ
ムと受聴者を挟んで受聴者の背部に設けられ、サラウン
ド音響を出力するリアスピーカと、スピーカシステムの
再生周波数帯域における共振周波数成分の信号を減衰さ
せ、スピーカシステムに音響信号を与えるフィルタと、
を具備し、信号源の音響信号をフィルタを介してスピー
カシステムに与えると共に、信号源のサラウンド音の信
号をリアスピーカに与え、受聴者にサラウンド効果を与
えることを特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項３の発明は、受聴者の左右前
方に設置され、振動板の前面から放射される音波を導く
ホーンを配置したスピーカシステムと、スピーカシステ
ムの再生周波数帯域における共振周波数成分の信号を減
衰させるフィルタと、フィルタの出力信号を、スピーカ
システムを介して、受聴者の左右前方、及び受聴者の背
後を含む周囲に配置された任意のスピーカシステムから
放射される音波と相等の音波が放射されるように変換す
る音場制御手段と、を具備し、信号源の音響信号をフィ
ルタ及び音場制御手段を介してスピーカシステムに与
え、サラウンド効果を受聴者に与えることを特徴とする
ものである。

【００１３】本願の請求項４の発明は、受聴者の左右前
方に設置され、振動板の前面から放射される音波を導く
ホーンを配置したスピーカシステムと、スピーカシステ
ムの左右両側に設けられ、エフェクト効果音を放射する
エフェクトスピーカと、スピーカシステムの再生周波数
帯域における共振周波数成分の信号を減衰させ、スピー
カシステム及びエフェクトスピーカに音響信号を与える
フィルタと、を具備し、信号源の音響信号をフィルタを
介してスピーカシステム及びエフェクトスピーカに与
え、拡大音響を受聴者に出力することを特徴とするもの
である。

【００１４】本願の請求項５の発明は、受聴者の左右前
方に設置され、振動板の前面から放射される音波を導く
ホーンを配置したスピーカシステムと、スピーカシステ
ムの再生周波数帯域における共振周波数成分の信号を減
衰させるフィルタと、フィルタの出力信号を、スピーカ
システムを介して、受聴者の左右前方、及び受聴者の左
右前方より更に外側を含む周囲に配置された任意のスピ
ーカシステムから放射される音波と相等の音波が放射さ
れるように変換する音像拡大手段と、を具備し、信号源
の音響信号をフィルタ及び音像拡大手段を介してスピー
カシステムに与え、移動音を含むエフェクト効果を受聴
者に与えることを特徴とするものである。

【００１５】本願の請求項６の発明は、受聴者の左右前
方に設置され、振動板の前面から放射される音波を導く
ホーンを配置したスピーカシステムと、スピーカシステ
ムの再生周波数帯域における共振周波数成分の信号を減
衰させるフィルタと、フィルタの信号が入力され、入力
信号が音声信号であれば、その再生速度を変換して出力
する音声速度変換手段と、を具備し、信号源の音響信号
をフィルタ及び音声速度変換手段を介してスピーカシス
テムに与え、音声を含む音波を受聴者に放射することを
特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項７の発明は、受聴者の左右前
方に設置され、振動板の前面から放射される音波を導く
ホーンを配置したスピーカシステムと、スピーカシステ
ムの再生周波数帯域における共振周波数成分の信号を減
衰させるフィルタと、フィルタの信号が入力され、入力
音響信号が音声信号か非音声信号かを判別して分離する
音声判別手段と、音声判別手段から非音声信号を入力
し、受聴者の左右前方、及び受聴者の背後を含む周囲に
配置された任意のスピーカシステムから放射される音波
と相等の音波が放射されるように変換する音場制御手段
と、音声判別手段からの音声信号、及び音場制御手段の
出力信号を加算する加算器と、を具備し、信号源の音響
信号を加算器を介してスピーカシステムに与え、サラウ
ンド音と音声を含む音波を受聴者に放射することを特徴
とするものである。

【００１７】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、スピーカシステムのホーン長さにより定在波
が生じる周波数成分を、フィルタで所望のレベルに落す
ようにしている。このため再生された音はピークディッ
プのない音圧周波数特性となる。従ってホーン内部に吸
音材等を用いることなく、ホーンによる定在波の影響を
除去でき、広域まで平坦な音圧周波数特性が得られるこ
ととなる。

【００１８】本願の請求項２，３の発明によれば、スピ
ーカシステムのホーン長さにより定在波が生じる周波数
成分を、フィルタで所望のレベルに落すようにしてい
る。また請求項３の発明によれば、音場制御手段を設け
ることより、サラウンドスピーカを配置することなく、
サラウンド効果が得られる。こうするとホーン内部に吸
音材等を用いることなく、ホーン内に生じる定在波の影
響を除去でき、広域まで平坦な音圧周波数特性と臨場感
豊かなサラウンド効果が得られることとなる。

【００１９】本発明の請求項４，５の発明によれば、ス
ピーカシステムのホーン長さによる定在波が生じる周波
数成分を、フィルタで所望のレベルに落すようにしてい
る。また請求項５の発明によれば、音像拡大手段を設け
ることにより、エフェクトスピーカを用いずに、任意の
位置に仮想音源を設定できる。こうするとホーン内部に
吸音材等を用いることなく、ホーン内に生じる定在波の
影響を除去でき、広域まで平坦な音圧周波数特性と臨場
感豊かな定位感が得られることとなる。

【００２０】本願の請求項６の発明によれば、スピーカ
システムのホーン長さにより定在波が生じる周波数成分
を、フィルタで所望のレベルに落すようにしている。ま
た、音声信号に対しては、音声速度変換手段によりその
再生速度を変化させ、音声の明瞭度を改善することがで
きる。こうするとホーン内部に吸音材等を用いることな
く、ホーン内に生じる定在波の影響を除去でき、音声再
生の明瞭度が高く、広域まで平坦な音圧周波数特性が得
られることとなる。

【００２１】本願の請求項７の発明によれば、スピーカ
システムのホーン長さによる定在波の周波数成分を、フ
ィルタで所望のレベルに落すようにしている。また、入
力信号が音声信号であることが音声判別手段により判定
されると、スピーカシステムより直接音声が出力され
る。非音声信号であれば、音場制御手段によりサラウン
ド音が付加される。このため明瞭度の高い音声と、サラ
ウンド効果が付加された非音声の音波が放射される。

【００２２】

【実施例】本発明の第１実施例における音響再生装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は第１実施
例の音響再生装置１０の構成を示すブロック図である。
図１に示すようにＬチャンネル（Ｌｃｈ）の信号源１１
ａとＲチャンネル（Ｒｃｈ）の信号源１１ｂの信号はフ
ィルタ１２ａ，１２ｂに入力される。フィルタ１２は例
えばデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を用い
たＢＩＱＵＡＤｎ段縦続接続型のＩＩＲフィルタ（ｎ＝
１，２，３，・・・であり、減衰させる共振周波数の個
数に対応する）で構成される。

【００２３】フィルタ１２は音響周波数帯において、所
定のピークディップを有するフィルタで、これに接続さ
れるスピーカシステム１３の放射音の音圧を所定の周波
数で補正する働きをする。図２はフィルタ１２ａ、１２
ｂの周波数特性を示すグラフで、フィルタ１２は周波数
ｆ１，ｆ２・・・で示すようにホーン４の長さにより生
じる定在波の周波数成分を含む信号を、所望のレベルま
でゲインを落とすものである。スピーカシステム１３
ａ，１３ｂは、夫々Ｌｃｈ，Ｒｃｈの音を放射するスピ
ーカで、前述したようにスピーカユニット２、バックキ
ャビティ３、ホーン４により構成される。

【００２４】このように構成された音響再生装置１０の
動作について説明する。図３はホーン４を含むスピーカ
システム１３単体で音を再生した場合での再生音圧周波
数特性で、これは従来例で述べた特性と一致するもので
ある。信号源１１から可聴周波数帯の信号を全周波数に
渡って出力すると、その信号はフィルタ部１２に入力さ
れ、その出力の周波数特性は図２に示すようなものにな
る。この信号をスピーカシステム１３に入力すると、そ
の再生音圧周波数特性が図３に示すものであるため、ス
ピーカシステム１３ａ，１３ｂからの放射音は図４に示
すように、ホーン４による定在波の影響が除去されたも
のとなり、その結果明瞭度の高い音が出力される。

【００２５】ここではステレオソースのＬｃｈ及びＲｃ
ｈの信号について説明したが、モノラル信号でも同様の
効果が得られる。また、本実施例では図２において夫々
の共振周波数でのディップは、ホーン４の共振周波数ｆ
１，ｆ２，ｆ３のピークレベルと出力音圧レベルとの差
をゲインとして与えるＢＩＱＵＡＤ３段縦続接続型のＩ
ＩＲフィルタで実現しているが（片チャンネル）、これ
に限らず任意のゲインで所望の特性を得てもよい。ここ
ではＩＩＲフィルタをＤＳＰによるデジタルフィルタで
構成したが、これに限らずアナログフィルタで構成して
もよい。

【００２６】次に本発明の第２実施例における音響再生
装置について、図面を参照しながら説明する。図５はテ
レビに用いられる本実施例の音響再生装置２０Ａの構成
図である。本図においてテレビにはブラウン管２１の左
右にスピーカシステム２２ａ，２２ｂが取付けられてい
る。ここでのスピーカシステム２２はブラウン管２１の
後部空間と左右の僅かな空間を利用するため、スピーカ
ユニット２３に対して図１に示すものとは異なる形状の
バックキャビィティ２４とホーン２５が設けられてい
る。

【００２７】またテレビを視聴する音響空間にリアスピ
ーカ２６が設置されている。リアスピーカ２６はテレビ
の左後方のリアスピーカ２６ａと、右後方のリアスピー
カ２６ｂからなり、サラウンド音を放射するスピーカで
ある。

【００２８】さて前方のスピーカユニット２３ａ，２３
ｂと、リアスピーカ２６ａ，２６ｂとに音響再生装置２
０ａの回路部が接続されている。そしてＬｃｈの信号源
２７ａ、Ｒｃｈの信号源２７ｂの信号は夫々フィルタ２
８ａ，２８ｂに入力される。これらのフィルタ２８は図
２に示すように、フィルタ１２ａ，１２ｂと同様の周波
数特性を有するものである。フィルタ２８ａの出力はス
ピーカシステム２２ａに与えられ、フィルタ２８ｂの出
力はスピーカシステム２２ｂに与えられる。

【００２９】このように構成された音響再生装置２０Ａ
において、スピーカシステム２２ａから出力された音は
伝達関数ＣＬＭの経路を経て受聴者Ｐに放射され、スピ
ーカシステム２２ｂから出力された音は伝達関数ＣＲＭ
の経路を経て受聴者Ｐに放射される。またリアスピーカ
２６を使用する場合、音響再生装置２０Ａによりサラウ
ンド音の信号が生成され、リアスピーカ２６ａ，２６ｂ
から出力された音は、夫々伝達関数ＣＬＳ，ＣＲＳの経
路を経て受聴者Ｐに放射される。こうするとテレビにホ
ーン付きのスピーカシステムが設けられた場合、周波数
特性の平坦な明瞭度の高い音が前方から出力され、リア
スピーカ２６からも臨場感豊かなサラウンド音が出力さ
れる。

【００３０】しかし図５に示すような音響再生装置２０
Ａでは、サラウンド音を発生させるには、リアスピーカ
２６ａ，２６ｂを設けねばならない。リアスピーカ２６
を設けることは、価格的にも大きな負担となり、またテ
レビから離れた場所まで配線を引き回す必要がある。ま
たリアスピーカ２６として電池を内蔵したワイアレスタ
イプのものもあるが、電池の消耗も視聴者にとって気に
なる要素となる。このためリアスピーカを用いないでサ
ラウンド効果を生じさせる音響再生装置も要求されてい
る。

【００３１】次に、このような点を改良した本発明の第
３実施例における音響再生装置２０Ｂについて図６を参
照しつつ説明する。図６は第３実施例における音響再生
装置２０Ｂの構成図である。なお、図５に示す音響再生
装置２０Ａと同一部分は同一の符号をつけ、その説明は
省略する。

【００３２】音響再生装置２０Ｂにおいて、フィルタ２
８ａとスピーカシステム２２ａの間に音場制御手段２９
ａが設けられ、フィルタ２８ｂとスピーカシステム２２
ｂの間に音場制御手段２９ｂが設けられる。音場制御手
段２９はフィルタ２８と共に例えばＤＳＰ等により構成
される回路である。音場制御手段２９の伝達関数は前方
のスピーカシステム２２ａ，２２ｂのみでサラウンド音
を出力するよう、入力音響信号を変換するものである。
具体的には音場制御手段２９ａの伝達関数ＨＬは、（１
＋ＣＬＳ／ＣＬＭ）に設定され、音場制御手段２９ｂの
伝達関数ＨＲは、（１＋ＣＲＳ／ＣＲＭ）に設定されて
いる。

【００３３】このように構成された音響再生装置２０Ｂ
の動作について説明する。フィルタ２８ａ，２８ｂの周
波数特性については第１実施例のものと同一であり、そ
の動作の説明は省略する。信号源２７ａから音響信号Ｓ
Ｌが出力されると、その信号はフィルタ２８ａにより、
ホーン２５の共振周波数であるｆ１，ｆ２，ｆ３・・・
でのゲインが落とされた信号ＳＬ’が生成される。そし
て信号ＳＬ’が音場制御手段２９ａに入力されると、伝
達関数ＨＬ＝（１＋ＣＬＳ／ＣＬＭ）が乗じられ、信号
ＳＬ’＊（１＋ＣＬＳ／ＣＬＭ）となる。（＊は乗算記
号）

【００３４】次に信号ＳＬ’＊（１＋ＣＬＳ／ＣＬＭ）
がスピーカシステム２２ａに入力されると、スピーカユ
ニット２３により音響変換される。ホーン２５の周波数
特性が図３に示すようなものであるため、ホーン２５か
ら放射された音波は、ＳＬ＊（１＋ＣＬＳ／ＣＬＭ）と
なる。この音波が伝達関数ＣＬＭの音響経路を経て受聴
者の耳に達すると、その音波はＳＬ＊（１＋ＣＬＳ／Ｃ
ＬＭ）＊ＣＬＭ＝ＳＬ＊（ＣＬＭ＋ＣＬＳ）となる。こ
の値は図５で示すように前方のスピーカシステム２３と
後方のリアスピーカ２６ａとの合成音と相等となり、第
２実施例の音響再生装置２０Ａと同様のサラウンド効果
が生じる。なお、以上はＬｃｈの信号ＳＬについて説明
したが、Ｒｃｈの信号ＳＲについても同様である。

【００３５】このようにＬｃｈ及びＲｃｈの信号が図６
の点線の方向から仮想的に放射されたように聞こえるた
め、サラウンドスピーカ２６ａ，２６ｂが不要となる。
従ってステレオソースの信号は、フィルタ２８でホーン
２５の長さによる定在波の周波数成分が低減し、ホーン
２５から音が放射されると、図４に示すように再生音圧
周波数特性にホーン２５による定在波の影響がないもの
となる。その結果、明瞭度の高い音を受聴者に与えるこ
とができる。さらに音場制御手段２９により、サラウン
ドスピーカを配置せずに臨場感豊かなサラウンド効果を
生じさせることができる。

【００３６】次に本発明の第４実施例における音響再生
装置について、図面を参照しながら説明する。図７はテ
レビに設けられて音像を拡大する第４実施例の音響再生
装置３０Ａの構成図である。図７において、第２実施例
と同様にテレビのブラウン管２２の左右にスピーカシス
テム２２ａ，２２ｂが取付けられている。ここでのスピ
ーカシステム２２にもブラウン管２１の後部空間と左右
の僅かな空間を利用し、バックキャビィティ２４とホー
ン２５が設けられている。

【００３７】さて、テレビを視聴する音響空間にエフェ
クトスピーカ３１，３２が設けられている。エフェクト
スピーカ３１ａ，３２ａはテレビの左側であって、その
内側、外側に夫々設置されたスピーカである。エフェク
トスピーカ３１ｂ，３２ｂはテレビの右側であって、そ
の内側、外側に夫々設置されたスピーカである。エフェ
クトスピーカ３１、３２は音の出力空間を拡大し、音像
の移動を再生するためのスピーカである。

【００３８】さてスピーカシステム２２ａ、エフェクト
スピーカ３１ａ，３２ａの入力端にはフィルタ２８ａが
接続され、スピーカシステム２２ｂ、エフェクトスピー
カ３１ｂ，３２ｂの入力端にはフィルタ２８ｂが接続さ
れている。ここではスピーカシステム２２ａ、エフェク
トスピーカ３１ａ，３２ａから受聴者Ｐへの音響経路の
伝達関数を夫々ＣＬ０，ＣＬ１，ＣＬ２とする。そして
スピーカシステム２２ｂ、エフェクトスピーカ３１ｂ，
３２ｂから受聴者Ｐへの音響経路の伝達関数を夫々ＣＲ
０，ＣＲ１，ＣＲ２とする。

【００３９】このように構成された第４実施例の音響再
生装置３０Ａにおいて、スピーカシステム２２ａから出
力された音は伝達関数ＣＬ０の経路を経て受聴者Ｐに放
射され、エフェクトスピーカ３１ａ、３２ａから出力さ
れた夫々の音は伝達関数ＣＬ１、ＣＬ２の経路を経て受
聴者Ｐに放射される。従って受聴者Ｐに達するＬｃｈの
合成音はＳＬ＊（ＣＬ０＋ＣＬ１＋ＣＬ２）となる。同
様にＲｃｈの合成音はＳＲ＊（ＣＲ０＋ＣＲ１＋ＣＲ
２）となる。このように音場が拡大されて再生される。

【００４０】しかし図７に示すような音響再生装置３０
Ａでは、左右に拡大されたサラウンド音を発生させるに
は、テレビのスピーカシステム２２ａ，２２ｂに加え
て、エフェクトスピーカ３１，３２を設けねばならな
い。エフェクトスピーカ３１，３２を設けることは、場
所的にもまた価格的にも大きな負担となる恐れがある。
このためエフェクトスピーカを用いないで音響の広がり
効果（エフェクト効果）を生じさせる音響再生装置が要
求されている。

【００４１】さて、このような点を改良した本発明の第
５実施例における音響再生装置３０Ｂについて図８を参
照しつつつ説明する。図８は、第５実施例における音響
再生装置３０Ｂの構成図である。なお、図７に示す音響
再生装置３０Ａと同一部分は同一の符号をつけ、その説
明は省略する。

【００４２】音響再生装置３０Ｂにおいて、フィルタ２
８ａ、２８ｂとスピーカシステム２２ａ，２２ｂとの間
に音像拡大手段３３が設けられている。音場拡大手段３
３はフィルタ２８ａ，２８ｂと共に例えばＤＳＰにより
構成される回路であり、その伝達関数は前方のスピーカ
システム２２ａ，２２ｂのみでエフェクト音を出力する
するよう、入力音響信号を変換するものである。音像拡
大手段３３におけるＬｃｈの伝達関数ＪＬは、（ＣＬ０
＋ＣＬ１＋ＣＬ２）／ＣＬ０に設定され、Ｒｃｈにおけ
る伝達関数ＪＲは、（ＣＲ０＋ＣＲ１＋ＣＲ２）／ＣＲ
０に設定されている。

【００４３】図９は音像拡大手段３３の具体的構成例で
ある。図９において、Ｌｃｈ、Ｒｃｈの信号は夫々入力
端３４ａ，３４ｂに与えられる。入力端３４ａには３つ
のディレイ（Ｄ）３６ａ，３７ａ，３８ａが接続され、
入力端３４ｂには３つのディレイ３６ｂ，３７ｂ，３８
ｂが接続されている。またディレイ３６ａ，３７ａ，３
８ａの出力端と入力端３４ａには、ゲイン調整器３９
ａ，４０ａ，４１ａ，４２ａが夫々接続され、ディレイ
３６ｂ，３７ｂ，３８ｂの出力端と入力端３４ｂには、
ゲイン調整器３９ｂ，４０ｂ，４１ｂ，４２ｂが夫々接
続されている。

【００４４】ゲイン調整器３９ａ，３９ｂの出力は加算
器４３に、ゲイン調整器４０ａ，４１ａの出力は夫々演
算器４４ａ，４５ａに、ゲイン調整器４０ｂ，４１ｂの
出力は夫々演算器４４ｂ，４５ｂに夫々与えられる。演
算器４４ａの伝達関数はＣＬ２／ＣＬ０、演算器４５ａ
の伝達関数はＣＬ１／ＣＬ０である。同様に演算器４４
ｂの伝達関数はＣＲ２／ＣＲ０、演算器４５ｂの伝達関
数はＣＲ１／ＣＲ０である。これらの演算器４０，４１
は音像の移動と拡大用の信号を生成するための演算をす
る回路である。そして演算器４４ａ，４５ａの出力は加
算器４６ａに与えられ、演算器４４ｂ，４５ｂの出力は
加算器４６ｂに与えられる。

【００４５】次に加算器４６ａ，４６ｂの出力は、夫々
ゲイン調整器４７ａ，４７ｂを介して加算器４８ａ，４
８ｂに与えられる。また加算器４３の出力は残響付加手
段４９に与えられる。残響付加手段４９は例えばシュレ
イダーの回路等で構成され、残響音を付加する回路であ
る。残響付加手段４９の出力信号は、加算器４８ｂに直
接出力されると共に、ディレイ５０を介して加算器４８
ａに出力される。加算器４８ａは、Ｌｃｈの信号であっ
てゲイン調整器４２ａから出力される直接音信号、ゲイ
ン調整器４７ａから出力される音像移動信号、及びディ
レイ５０から出力される残響音信号を加算する回路であ
る。同様に加算器４８ｂは、Ｒｃｈの信号であってゲイ
ン調整器４２ｂから出力される直接音信号、ゲイン調整
器４７ｂから出力される音像移動信号、及び残響付加手
段４９から出力される残響音信号を加算する回路であ
る。

【００４６】加算器４８ａで生成されたＬｃｈの合成音
響信号はゲイン調整器５１ａを介して出力端５２ａに出
力され、加算器４８ｂで生成されたＲｃｈの合成音響信
号はゲイン調整器５１ｂを介して出力端５２ｂに出力さ
れる。

【００４７】このように構成された音響再生装置３０Ｂ
の動作について説明する。図８のフィルタ２８ａ，２８
ｂの周波数特性については第１実施例のものと同一であ
り、その動作の説明は省略する。信号源２７ａから音響
信号ＳＬが出力されると、その信号はフィルタ２８ａに
より、ホーン２５の共振周波数であるｆ１，ｆ２，ｆ３
・・・でのゲインが落とされた信号ＳＬ’が生成され
る。そして信号ＳＬ’が音像拡大手段３３に入力され
る。

【００４８】図９において、入力端３４ａに入力された
信号ＳＬ’は、演算器４４ａ，４５ａを経由して加算器
４６ａに入力されると、その出力はＳＬ’＊（ＣＬ１／
ＣＬ０）＋ＳＬ’＊（ＣＬ２／ＣＬ０）となる。また残
響付加手段４９の伝達関数をＫ／ＣＬ０とし、ディレイ
５０の遅延を伝達関数Ｄで表示すると、加算器４８ａの
出力はＳＬ’＊｛（１＋（ＣＬ１／ＣＬ０）＋（ＣＬ２
／ＣＬ０）＋（Ｋ／ＣＬ０）＊Ｄ｝となる。この合成信
号が出力端５２ａを介して図８のスピーカシステム２２
ａに出力されると、その出力音波はＳＬ＊｛（１＋（Ｃ
Ｌ１／ＣＬ０）＋（ＣＬ２／ＣＬ０）＋（Ｋ／ＣＬ０）
＊Ｄ｝となる。従って受聴者の耳に達する音波は、ＳＬ
＊｛（１＋（ＣＬ１／ＣＬ０）＋（ＣＬ２／ＣＬ０）＋
（Ｋ／ＣＬ０）＊Ｄ｝＊ＣＬ０＝ＳＬ＊｛ＣＬ０＋ＣＬ
１＋ＣＬ２＋Ｋ＊Ｄ｝となり、図７の場合と同様のエフ
ェクト効果が得られる。以上はＬｃｈの信号ＳＬについ
ての説明であるが、Ｒｃｈの信号ＳＲについても同様
に、ＳＲ＊｛ＣＲ０＋ＣＲ１＋ＣＲ２＋Ｋ｝となる。

【００４９】このように演算器４４，４５に所定の伝達
関数を設定することにより、図７のようなエフェクトス
ピーカ３１，３２を配置しなくても、図８に示す破線の
方向からも音響が聞こえる。ステレオソースの信号は、
フィルタ２８ａ，２８ｂを通すことにより、ホーン２５
の長さによる定在波の周波数成分を低減してから再生さ
れる。このとき図４に示すように再生音圧周波数特性に
ホーン２５による定在波の影響が除去されたものとな
る。その結果、明瞭度の高い音波を出力できる。さらに
音像拡大手段３３により、エフェクトスピーカを配置せ
ずに臨場感豊かな音像移動効果が得られる。

【００５０】次に本発明の第６実施例における音響再生
装置について、図面を参照しながら説明する。図１０は
テレビに設けられて再生音声速度を変換する第６実施例
の音響再生装置６０の構成図である。本図において、第
２実施例と同一部分は同一の符号を付けて詳細な説明は
省略する。テレビのブラウン管２１の左右にスピーカシ
ステム２２ａ，２２ｂが取付けられている。スピーカシ
ステム２２にはブラウン管２１の後部空間と左右の僅か
な空間を利用するため、スピーカユニット２３に対して
小型のバックキャビィティ２４とホーン２５が設けられ
ている。

【００５１】Ｌｃｈの信号源２７ａとＲｃｈの信号源２
７ｂの信号はフィルタ２８ａ，２８ｂに夫々入力され
る。これらのフィルタ２８は図２に示すフィルタ１２
ａ，１２ｂの周波数特性と同一の特性を有している。フ
ィルタ２８ａ、２８ｂの出力は夫々音声速度変換手段６
１ａ，６１ｂに与えられる。音声速度変換手段６１は、
例えば磁気再生装置のように入力音声が倍速再生で入力
された場合、その音声の再生速度を聞き易い速度に変換
する回路である。但し入力音声は通常の速度で入力され
る場合もあり、その信号を増加または減速した速度に変
換できるものとする。音声速度変換手段６１ａ，６１ｂ
の出力は夫々スピーカシステム２２ａ，２２ｂに与えら
れる。

【００５２】このように構成された音響再生装置６０の
動作について説明する。フィルタ２８ａ，２８ｂの周波
数特性については第１実施例のものと同一であり、その
動作の説明は省略する。信号源２７ａ，２７ｂから音響
信号ＳＬ，ＳＲが夫々出力されると、その信号はフィル
タ２８ａ，２８ｂにより、ホーン２５の共振周波数ｆ
１，ｆ２，ｆ３・・・でゲインが落とされ、信号Ｓ
Ｌ’，ＳＲ’が夫々生成される。

【００５３】通常、音声速度変換した信号をスピーカシ
ステムで再生する場合、スピーカシステムの立ち下がり
累積スペクトラムの影響を大きく受ける。図１１はホー
ン２５を含むスピーカシステム２２の残響周波数特性を
示すグラフである。スピーカシステムにおいて、ホーン
の長さが十分でない場合、再生周波数特性は図１１の曲
線Ｇ１に示すようなものになる。

【００５４】しかしこの周波数領域ではホーンにより共
振を生じ、周波数ｆ１，ｆ２・・・で音圧が急に増加す
る。この状態でランダム信号を遮断すると、ホーン及び
振動板で残響振動が生じ、曲線Ｇ２，Ｇ２・・・Ｇ６の
順に出力スペクトラムが時間の経過と共に減少する。例
えば曲線Ｇ２〜Ｇ６では、信号源の音響信号が遮断され
ているにも係わらず、短時間のあいだ共振周波数ｆ１，
ｆ２・・・で音圧が残存する。このような現象が再生音
の明瞭度を阻止しており、所謂「切れ」が悪いといわれ
るものになっている。

【００５５】本実施例では、信号源２７ａ，２７ｂの信
号を夫々フィルタ２８ａ、２８ｂに通すことにより、図
１２に示すような周波数特性が得られる。曲線Ｌ２〜Ｌ
６に見られるように、音源の信号振幅が急に零になった
とき、受聴者には入射される残響音は、音圧の高い共振
を含まず、全帯域に渡って同時に再生音が遮断される。
このため明瞭度の高い音楽または音声を聞くことができ
る。このようにステレオソースの信号は、フィルタ２８
ａ，２８ｂでホーン２５の長さによる定在波の周波数成
分を低減してから音波が再生され、図１２に示すように
再生音の立ち下がり特性が改善される。その結果、音声
速度変換をした場合でも明瞭度の高い音を再生できる。

【００５６】次に本発明の第７実施例における音響再生
装置について、図面を参照しながら説明する。図１３
は、テレビに用いられる第７実施例の音響再生装置７０
の構成図であり、図６に示す音響再生装置２０Ｂと同一
部分は同一の符号を付け、その説明は省略する。図１３
においてテレビにはブラウン管２１の左右にスピーカシ
ステム２２ａ，２２ｂが取付けられている。スピーカシ
ステム２２にはスピーカユニット２３、バックキャビィ
ティ２４、及びホーン２５が設けられている。

【００５７】Ｌｃｈの信号源２７ａとＲｃｈの信号源２
７ｂの信号は夫々フィルタ２８ａ，２８ｂに入力され
る。フィルタ２８ａ，２８ｂは夫々図１に示すフィルタ
１２ａ，１２ｂと同様の周波数特性を有するものであ
る。フィルタ２８ａ，２８ｂの出力は夫々音声判別手段
７１ａ，７１ｂに与えられる。音声判別手段７１は入力
信号が音声信号か、非音声信号かを判別する回路であ
る。Ｌｃｈの信号において、音声判別手段７１ａにより
非音声信号と判別されたとき、その出力は音場制御手段
２９ａに与えられ、音声信号と判別されたとき、その出
力は加算器７２ａに与えられる。同様にＲｃｈの信号に
おいて、音声判別手段７１ｂにより非音声信号と判別さ
れたとき、その出力は音場制御手段２９ｂに与えられ、
音声信号と判別されたとき、その出力は加算器７２ｂに
与えられる。

【００５８】音場制御手段２９は第２実施例のものと同
一で、サラウンド音の信号を生成する回路である。加算
器７２ａは音声判別手段７１ａから出力された音声信号
と、音場制御手段２９ａから出力された非音声のサラウ
ンド信号を加算する回路で、その出力はスピーカシステ
ム２２ａに与えられる。同様に加算器７２ｂは音声判別
手段７１ｂから出力された音声信号と、音場制御手段２
９ｂから出力された非音声のサラウンド信号を加算する
回路で、その出力はスピーカシステム２２ｂに与えられ
る。ここではフィルタ２８、音声判別手段７１、音場制
御手段２９はＤＳＰにより構成できる。

【００５９】このように構成された音響再生装置７０の
動作について説明する。フィルタ２８の動作は第１実施
例と同様であるので説明を省略する。信号源２７から出
力されたステレオ信号はフィルタ２８を通過し、音声判
別手段７１により、音声信号と非音声信号とに分離され
る。音声信号の場合は、その信号が加算器７２を介して
スピーカシステム２２に出力されるため、音声の定位が
はっきりする。

【００６０】非音声信号の場合は、音場制御手段２９に
よりサラウンド信号に変換され、第２実施例と同様にＬ
ｃｈ，Ｒｃｈの信号は、図１３の点線で示す方向の成分
も合成されるので、その方向から仮想的に音波が放射さ
れたように聞こえる。このため元来サラウンドスピーカ
を必要とする音楽信号（非音声信号）に対して、サラウ
ンドスピーカが不必要となる。

【００６１】このようにステレオソースの信号は、フィ
ルタ２８でホーン２５の長さによる定在波の周波数成分
を低減して、音声信号がスピーカシステム２２で再生さ
れる。このため図４に示すように再生音圧周波数特性に
ホーン２５による定在波の影響が除去される。その結
果、音声信号に対しては定位がはっきりした明瞭度の高
い音となる。一方、非音声信号に対しては、音場制御手
段２９によりサラウンド効果が付加され、臨場感豊かな
音響効果を得ることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように請求項１〜１１記載の発明
によれば、ホーンを有するスピーカシステムにおいて、
共振による音圧のピークが再生周波数特性にあっても、
フィルタを設けることにより、スピーカシステムの再生
周波数特性を平坦にできる。このためホーンの長さを長
くしたり、特性の不安定な吸音材や仕切り板を配置せず
に済む。

【００６３】特に請求項３の発明によれば、受聴者の背
後にリアスピーカを設けることなく、信号源の音響信号
を音場制御手段を通すことにより、臨場感豊かなサラウ
ンド効果を得ることができる。

【００６４】また請求項５の発明によれば、受聴者の左
右前方の更に外側にエフェクトスピーカを設けずに、移
動音を含むエフェクト効果を得ることができ、音の広が
り感が得られる。

【００６５】また請求項６の発明によれば、音声速度変
換手段を設けることにより、入力音声信号が音声の場
合、その明瞭度が向上するという効果が得られる。

【００６６】さらに請求項７の発明によれば、音声判別
手段と音場制御手段とを設けることにより、音声はその
まま出力され、効果音や音楽信号のような非音声はサラ
ウンド音が付加されて出力される。このため音の臨場感
が向上するという効果が得られる。

【００６７】以上のスピーカシステムを小型にしてテレ
ビのブラウン管の左右に取りつけると、映像と同期した
サラウンド音またはエフェクト音が得られ、迫力ある映
像及び音響を楽しむことができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における音響再生装置の構
成図である。

【図２】本発明の各実施例の音響再生装置において、信
号源に接続されるフィルタの周波数特性図である。

【図３】従来の音響再生装置における再生音圧の周波数
特性図である。

【図４】本発明の第１実施例における音響再生装置の再
生音圧の周波数特性図である。

【図５】本発明の第２実施例における音響再生装置の構
成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第３実施例における音響再生装置の構
成を示すブロック図である。

【図７】本発明の第４実施例における音響再生装置の構
成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第５実施例における音響再生装置の構
成を示すブロック図である。

【図９】第５実施例の音響再生装置に設けられた音像拡
大手段のブロック図である。

【図１０】本発明の第６実施例における音響再生装置の
構成を示すブロック図である。

【図１１】従来の音響再生方式に用いられるスピーカシ
ステムの累積スペクトラム（立ち下がり特性）を示す図
である。

【図１２】第６実施例の音響再生装置に用いられるスピ
ーカシステムの累積スペクトラム（立ち下がり特性）を
示す図である。

【図１３】本発明の第７実施例における音響再生装置の
構成を示すブロック図である。

【図１４】従来例及び第１〜７実施例の音響再生装置に
用いられるスピーカシステム（その１）の構造を示す断
面図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図であ
る。

【図１５】スピーカシステムの音響管における音圧分布
の説明図である。

【図１６】従来の音響再生装置に用いられるスピーカシ
ステム（その２）の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

２，２３ スピーカユニット ３，２４ バックキャビティ ４，２５ ホーン ５ 音路部 １０，２０Ｂ，３０Ｂ，６０，７０ 音響再生装置 １１，２７ 信号源 １２，２８ フィルタ １３，２２ スピーカシステム ２１ ブラウン管 ２６ リアスピーカ ２９ 音場制御手段 ３１，３２ エフェクトスピーカ ３３ 音像拡大手段 ３７，３８ ディレイ ３９〜４２，５１ ゲイン調節器 ４４，４５ 演算器 ４９ 残響付加手段 ４３，４６，４８ 加算器 ６１ 音声速度変換手段 ７１ 音声判別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｓ 7/00 Ｚ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動板の前面から放射される音波を導く
   ホーンを配置したスピーカシステムと、 前記スピーカシステムの再生周波数帯域における共振周
   波数成分の信号を減衰させるフィルタと、を具備し、 信号源の音響信号を前記フィルタを介して前記スピーカ
   システムに与えて音波を出力することを特徴とする音響
   再生装置。
2. 【請求項２】 受聴者の左右前方に設置され、振動板の
   前面から放射される音波を導くホーンを配置したスピー
   カシステムと、 前記スピーカシステムと受聴者を挟んで受聴者の背部に
   設けられ、サラウンド音響を出力するリアスピーカと、 前記スピーカシステムの再生周波数帯域における共振周
   波数成分の信号を減衰させ、前記スピーカシステムに音
   響信号を与えるフィルタと、を具備し、 信号源の音響信号を前記フィルタを介して前記スピーカ
   システムに与えると共に、信号源のサラウンド音の信号
   を前記リアスピーカに与え、受聴者にサラウンド効果を
   与えることを特徴とする音響再生装置。
3. 【請求項３】 受聴者の左右前方に設置され、振動板の
   前面から放射される音波を導くホーンを配置したスピー
   カシステムと、 前記スピーカシステムの再生周波数帯域における共振周
   波数成分の信号を減衰させるフィルタと、 前記フィルタの出力信号を、前記スピーカシステムを介
   して、受聴者の左右前方、及び受聴者の背後を含む周囲
   に配置された任意のスピーカシステムから放射される音
   波と相等の音波が放射されるように変換する音場制御手
   段と、を具備し、 信号源の音響信号を前記フィルタ及び前記音場制御手段
   を介して前記スピーカシステムに与え、サラウンド効果
   を受聴者に与えることを特徴とする音響再生装置。
4. 【請求項４】 受聴者の左右前方に設置され、振動板の
   前面から放射される音波を導くホーンを配置したスピー
   カシステムと、 前記スピーカシステムの左右両側に設けられ、エフェク
   ト効果音を放射するエフェクトスピーカと、 前記スピーカシステムの再生周波数帯域における共振周
   波数成分の信号を減衰させ、前記スピーカシステム及び
   前記エフェクトスピーカに音響信号を与えるフィルタ
   と、を具備し、 信号源の音響信号を前記フィルタを介して前記スピーカ
   システム及び前記エフェクトスピーカに与え、拡大音響
   を受聴者に出力することを特徴とする音響再生装置。
5. 【請求項５】 受聴者の左右前方に設置され、振動板の
   前面から放射される音波を導くホーンを配置したスピー
   カシステムと、 前記スピーカシステムの再生周波数帯域における共振周
   波数成分の信号を減衰させるフィルタと、 前記フィルタの出力信号を、前記スピーカシステムを介
   して、受聴者の左右前方、及び受聴者の左右前方より更
   に外側を含む周囲に配置された任意のスピーカシステム
   から放射される音波と相等の音波が放射されるように変
   換する音像拡大手段と、を具備し、 信号源の音響信号を前記フィルタ及び前記音像拡大手段
   を介して前記スピーカシステムに与え、移動音を含むエ
   フェクト効果を受聴者に与えることを特徴とする音響再
   生装置。
6. 【請求項６】 受聴者の左右前方に設置され、振動板の
   前面から放射される音波を導くホーンを配置したスピー
   カシステムと、 前記スピーカシステムの再生周波数帯域における共振周
   波数成分の信号を減衰させるフィルタと、 前記フィルタの信号が入力され、入力信号が音声信号で
   あれば、その再生速度を変換して出力する音声速度変換
   手段と、を具備し、 信号源の音響信号を前記フィルタ及び前記音声速度変換
   手段を介して前記スピーカシステムに与え、音声を含む
   音波を受聴者に放射することを特徴とする音響再生装
   置。
7. 【請求項７】 受聴者の左右前方に設置され、振動板の
   前面から放射される音波を導くホーンを配置したスピー
   カシステムと、 前記スピーカシステムの再生周波数帯域における共振周
   波数成分の信号を減衰させるフィルタと、 前記フィルタの信号が入力され、入力音響信号が音声信
   号か非音声信号かを判別して分離する音声判別手段と、 前記音声判別手段から非音声信号を入力し、受聴者の左
   右前方、及び受聴者の背後を含む周囲に配置された任意
   のスピーカシステムから放射される音波と相等の音波が
   放射されるように変換する音場制御手段と、 前記音声判別手段からの音声信号、及び前記音場制御手
   段の出力信号を加算する加算器と、を具備し、 信号源の音響信号を前記加算器を介して前記スピーカシ
   ステムに与え、サラウンド音と音声を含む音波を受聴者
   に放射することを特徴とする音響再生装置。
8. 【請求項８】 前記フィルタは、 前記スピーカシステムにおける再生共振周波数でのピー
   クレベルを少なくとも非ピークレベルの音圧以下に減少
   させるものであることを特徴とする請求項１〜７のいず
   れか１項記載の音響再生装置。
9. 【請求項９】 前記スピーカシステムは、 そのホーンがテレビジョン受像機のブラウン管の側面に
   設けられたものであることを特徴とする請求項２〜７の
   いずれか１項記載の音響再生装置。
10. 【請求項１０】 前記スピーカシステムは、 そのホーンが振動板の前面から音波の開口部に向かって
    その断面積を大きくしたものであることを特徴とする請
    求項１〜７のいずれか１項記載の音響再生装置。
11. 【請求項１１】 前記スピーカシステムは、 そのホーンが振動板の前面から音波の開口部に向かって
    その断面積を一定にしたものであることを特徴とする請
    求項１〜７のいずれか１項記載の音響再生装置。