WO2005015956A1

WO2005015956A1 - ラインアレイスピーカーユニットを用いた音声再生方法及び装置

Info

Publication number: WO2005015956A1
Application number: PCT/JP2004/011675
Authority: WO
Inventors: Susumu Takumai; Akira Usui
Original assignee: Yamaha Corporation
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2005-02-17
Also published as: CN101288338A; US8345883B2; JP4127156B2; US20060126878A1; JP2005064746A; EP3525485A1; EP1662842B1; CN101288338B; EP1662842A4; EP1662842A1

Abstract

複数のスピーカーをライン状に配置したラインアレイスピーカーユニットを少なくとも1本用いて、マルチチャンネルオーディオシステムを構成し、各スピーカーに対して同一のオーディオ信号を所定の遅延をもって供給し、以って、複数の音声ビームを形成し、当該複数の音声ビームを部屋の壁面や天井に反射させることにより複数の仮想音源を聴取位置の周囲に形成するとともに、当該複数の仮想音源に基づいて虚像音源(ファントム)を所定位置に定位すべく前記音声ビームの放射方向及び強度を制御する。各ラインアレイスピーカーユニットから扇形に分布する音声ビームが形成され、複数のラインアレイスピーカーユニットを水平方向、垂直方向、及び斜め方向に適宜配置して組み合わせることにより、仮想音源形成位置設定について自由度の高いサラウンドオーディオシステムを実現する。

Description

明細書

-カーユニットを用いた音声再生方法及び装置

技術分野

この発明は、ラインァレイスピーカーュニット（line alley speaker units) を用いた音声再生方法及び装置に係り、特に、テレビジョン受信機や各種のデイスプレイとラインアレイスピーカーュニットとを組み合わせて構成したマルチチャンネルオーディォ再生方法及び装置に関する。背景技術

近年、映画館等の劇場における映像及び音声の臨場感を家庭で楽しめることができる所謂ホームシアターシステム（home theater system) が人気を集めている。家庭用のホームシアターシステムでは、 5 . 1チャンネルサラウンドシステムに代表されるように聴取位置を取り囲むように複数のスピーカーを配置するのが一般的である。し力し、このような所謂マルチスピーカ一により構成される音声サラウンドシステムでは、配線が複雑であり、スピーカーの配置にも制約があり設置が煩わしく、また、当該音声サラウンドシステムを設置するために比較的広いスペースが必要となる。このため、従来の音声サラウンドシステムは、マルチチャンネルオーディォを楽しみたい人にとって簡便なシステムとは言えなかった。 ' そこで、音声バーチャルサラウンドシステムのような 2チャンネルのステレォスピーカーシステムで音声サラウンド効果を擬似的に再現する手法も存在するが、音声再生に不自然さが伴い、聴取環境が制限され、臨場感が欠如するとともに、音質が劣化するという問題点があり、現在のホームオーディオ用サゥンドシステムとしては主流となっていない。

また、近年、所謂パネル型スピーカーアレイ装置を用いて聴取者を取り囲む位置に仮想音源を形成する技術も提供されている。これについては、例えば、特表 2 0 0 3— 5 1 0 9 2 4号公報、パイオニア株式会社提供の資料（ィンタ一ネットにて検索可肯。 U R L ： tt :// ww.pioneer.co.jp/press/release366- j.html)、及び 1 Limited社提供のデジタルサウンドプロジェクター（インター不ットにて検索 B丁倉 U R L ： http 7/www. llimited.com/lib/soundjprojector_ japanese.pdf) において開示されている。

上記のパネル型スピーカーァレイ装置は、複数のスピーカーをパネル平面上に 2次元配列して構成されており、このパネル型スピーカーァレイ装置を用いた音声サラウンドシステムでは、各スピーカーから放音される音声を空間上のある一点で焦点を結ぶように遅延制御を施して音声ビーム（sound beam) を形成する。そして、所定の壁面によって、形成された音声ビームを所定方向に反射させることにより、仮想音源（virtual sound source) を聴取者の周囲に形成し、以つて、聴取者の正面に配置したスピーカーアレイのみでマルチチャンネノレ音声サラウンドシステム (multi-channel audio surround system) を実現している。

上記のパネル型スピーカーァレイ装置と用いた音声サラウンドシステムでは、パネル前方の自由な方向に複数の音声ビームを形成することができるため、各チャンネル毎に自由な位置に音声を定位させることができるものの、指向性 (directivity) の強い音声ビームコントロールを可能にするためには、非常に多くのスピーカー（例えば、 2 5 4個のスピーカー）を 2次元的に配置する必要があり、また、各スピーカー毎にオーディオ回路が必要であるため、当該音声サラウンドシステムは極めて高価なものにならざるを得ない。また、スピーカーアレイの形状がパネル状となるためその面積も大きくなり、ディスプレイと組み合わせた場合の形状や設置場所の自由度が少ないなどの問題点がある。そこで、この発明は、省スペース型であり、高い臨場感を有するマルチチヤンネル音声再生システムを提供することを目的とする。

また、この発明は、上記マルチチャンネル音声再生システムに用いられるスピーカーアレイの低コスト化を実現することを目的とする。

更に、この発明は、指向性制御に制限があるラインアレイスピーカーュニットから得られる扇状の音声ビームを利用することにより、自在に仮想音源及び音声定位を制御することができる音声再生システムを提供することを目的とする。発明の開示

この発明は、複数のスピーカーをライン状に配置して構成したラインアレイスピーカーュニットを用いた音声再生システムに係り、各スピーカーに同一のオーディオ信号を所定の遅延時間をもって供給し、以つて、複数の音声ビームを形成し、当該複数の音声ビームにより形成された複数の仮想音源に基づいて所定位置に前記オーディオ信号の虚像音源を形成するようにしたことを特徴とする。当該虚像音源を定位すべく、前記音声ビームの放射方向及び強度が適宜制御される。

上記において、ラインアレイスピーカーュニットは 1つに限定する必要は無く、複数のラインアレイスピ一カーュニットをディスプレイ等と組み合わせて適宜配置するようにしてもよい。例えば、水平方向、垂直方向、或いは、斜め方向に各ラインアレイスピーカーュニットを配置し、虚像音源を所定位置に定位するようにしてもよい。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の好適な実施例に係る音声再生システムに適用されるラインアレイスピーカーュニットの外観を示す正面図である。

図 2 Αは、筐体の 2面に複数のスピーカーを配置して構成したラインアレイスピーカーュニットの例を示す斜視図である。

図 2 Bは、図 2 Aに示すラインアレイスピーカーュニットの断面図である。図 3 Aは、ラインアレイスピーカーュニットの水平面における音声ビームの分布形状を示す。

図 3 Bは、ラインアレイスピーカーュニットの垂直面における音声ビームの分布形状を示す。図 4 Aは、 2本のラインアレイスピーカーュニットを T字形に配置した第 1 の例を示す。

図 4 Bは、 2本のラインアレイスピーカーュニットをディスプレイに対して L字形に配置した第 2の例を示す。

図 4 Cは、 3本のラインアレイスピーカーュニットをディスプレイに対して逆 U字形に配置した第 3の例を示す。

図 4 Dは、 4本のラインアレイスピーカーュニットをディスプレイを囲むよう矩形状に配置した第 4の例を示す。

図 4 Eは、 2本のラインアレイスピーカーュニットを X字形に配置した第 5 の例を示す。 + 図 4 Fは、図 4 Dに示すラインアレイスピーカーユニットの変形例、即ち第 6の例を示す。

図 5は、水平方向に配置したラインアレイスピーカーュニットにより形成される音声ビームの室内での反射状態を示す。

図 6は、垂直方向に配置したラインアレイスピーカーュエツトにより形成される音声ビームの室内での反射状態を示す。

図 7は、 X字状に斜めに配置したラインアレイスピーカーュニットにより形成される音声ビームの室内での反射状態を示す。

図 8は、ラインアレイスピーカーュ-ットにより放射される複数の音声ビームによりファントムを任意の場所に定位する手法を示す。

図 9 Aは、ラインアレイスピーカーュニットにより形成される音声ビームにより聴取者の前方中央（センター）にファントムを定位する手法を示す。図 9 Bは、ラインアレイスピーカーュニットにより形成される音声ビームにより聴取者の前方（フロント）にファントムを定位する手法を示す。

図 9 Cは、ラインアレイスピーカーュニットにより形成される音声ビームにより聴取者の側方（サイド）にファントムを定位する手法を示す。

図 9 Dは、ラインアレイスピーカーュニットにより形成される音声ビームにより聴取者の後方（リア）にファントムを定位する手法を示す。図 1 0は、この発明の好適な実施例に係るオーディオ再生装置の構成を示すプロック図である。

図 1 1は、図 1 0に示すオーディオ再生装置のビーム制御部の内部構成を示すプロック図である。発明を実施するための最良の形態

この発明の好適な実施例について図面を参照して説明する。

図 1は、この発明の実施例に係る音声再生システムに用いられるラインァレイスピーカーユニットの構造を示す。即ち、ラインアレイスピーカーユニット

1は、細長いェンクロージャ（筐体） 3において複数個（n個）のスピーカー 2 (符号 2— 1〜2— n ) をライン状に均等に配列して構成されている。各スピーカー 2の間隔 d及びスピーカーアレイ（即ち、ライン状に配列されたスピ一力一群）の長さ L (両端のスピーカ一間の距離）は、音声ビーム制御を行うためのオーディオ周波数帯域に合わせて設定される。例えば、高域周波数を制御する場合、各スピーカーの間隔 dを短くし、一方、低域周波数を制御する場合、ェンクロージャを長くしてスピーカーアレイの長さ Lが大きくなるようにする。

更に高域周波数を制御する場合や、スピーカーの配置密度を高くして各スピ一力一の出力音声の合成出力を大きくしたい場合には、図 2 A及び図 2 Bに示すようにェンクロージャ 3の 2面においてスピーカー 2を交互に配置することにより、ェンクロージャ 3の正面面積を大きくすることなく実質的に各スピーカー 2間の間隔 dを小さくすることができる。ェンクロージャ 3の 2面においてスピーカー 2を互い違いに配列することにより、各スピーカーの間隔 dを当該スピーカーの直径よりも小さくすることができるので、複数のスピーカーを 1列に配列したスピーカーァレイに比べて、高域周波数帯域の音声制御が容易になり、また、音声出力も増大することができる。

尚、各スピーカーとして一般的なコーン型スピーカーを用いることができるが、指向性の向上及びパネル前方の音の放射効率の向上を期待できるホーン型 „

b

スピーカーを用いてもよい。或いは、型式や性能の異なる複数種類のスピーカ一を混在して用いてもよい。

図 3 A及び図 3 Bは、ラインアレイスピーカーュニットで形成される音声ビームの概念的分布（即ち、音波の伝搬範囲）を示しており、ライン状に配列されたスピーカーァレイを構成する複数のスピーカー 2— 1〜 2— nに対して同一のオーディオ信号を適当な位相差で入力すると、スピーカーアレイを含む平面上では図 3 Aに示すように、音波面がビーム状に絞り込まれて特定の方向に伝搬する。また、複数のオーディオ信号に夫々別の方向に音声ビーム制御を施し、複数のオーディォ信号を 1つの信号に合成して各スピーカーに入力すると、夫々のオーディォ信号が別々の方向に放射される音声ビームとして出力される。一方、図 3 Bに示すように、スピーカーアレイを構成するスピーカ一列に対して垂直な平面内では、オーディオ信号の指向性は制御されない。即ち、各スピーカーが元々有している指向性で音声ビームが伝搬することとなる。

従って、ライン状のスピーカーアレイでオーディォ信号の音声ビーム制御を行うと、当該スピーカーアレイに垂直な方向に広がる扇型の音声ビーム分布をスピーカーアレイの軸方向に角度制御して形成することができる。

このような音声ビームを形成することができるラインァレイスピー力ーュニットを用いて、聴取者の背面に虚像音源（ファントム： phantom or phantom channel) を形成するための音声制御方法及びオーディォシステムについて説明する。

上記のファントムとは、 2チヤンネルステレオシステムの音像定位 (sound image localization) の原理を用いて形成された音像（音源）の虚像を意味し、聴取者の頭部の右耳から聴取した音と左耳から聴取した音との時間差及び音量差に基づき、聴取者がその中間の位置に音像が存在することを感じるような現象をいつ

前記インターネット検索文献に開示されているように、アレースピーカーを用いれば、音声ビームの焦点を部屋の壁面に結ばせ、以つて、壁面に仮想音源

(virtual sound source) を形成することができる。上記文献が開示しているよ _n

うなマトリックスアレイのスピーカーシステムを用いれば、鋭く絞り込まれた音声ビームを形成することができるため、壁面に形成された仮想音源をそのままサラウンド音源として用いることができるが、この発明のラインアレイスピ一力一ュニットの場合、音声ビームの絞り込みが扇形でありその音声分布がやや広がっているため、これによつて形成された仮想音源をそのままサラウンド音源として用いることは困難である。

そこで、本実施例では、同一のチャンネルのオーディオ信号に基づき複数方向に延在する音声ビームを形成して複数のブ口一ド仮想音源（broad virtual sound source) を形成し、これらから出力され聴取者の左右の耳に夫々到達する複数の音声を聴取することにより、所定の位置にファントムが形成されるように音声ビーム制御を行う。このファントムをサラウンド音源として用いる。

1つのラインァレイスピーカーュニットを用いて同一チヤンネルについて複数の音声ビームを形成するようにしてもよいが、図 4 A乃至図 4 Eに示すように夫々異なる方向に配列された複数のラインァレイスピーカーュニットを組み合わせて、各ラインアレイスピーカーュニットが別々の方向に音声ビームを形成するようにしてもよい。このように、複数のラインアレイスピーカーュニットをその配列方向を変えて適宜^ &み合わせることにより、より明瞭なファントムを形成することができる。

詳述すると、図 4 Aは 2本のラインアレイスピーカーュニットを T字型に組み合わせた第 1の例を示し、図 4 Bは 2本のラインアレイスピーカーュニットを L字型に組み合わせた第 2の例を示し、図 4 Cは 3本のラインァレイスピーカーュニットをディスプレイの左右及び上部に逆 U字型に配置して組み合わせた第 3の例を示し、図 4 Dは 4本のラインアレイスピーカーュニットを矩形状に配置してディスプレイを囲った第 4の例を示し、図 4 Eは 2本のラインァレイスピーカーユニットを X字型に配置した第 5の例を示す。図 4 Fは、図 4 D のラインアレースピーカーユニットの変形例、即ち、第 6の例を示す。

尚、図 4 B乃至図 4 Fに示した第 2の例乃至第 6の例では、複数のラインァレイスピーカーュニットと映像表示用のディスプレイとを組み合わせいる。こ _L>

こで、ディスプレイとラインアレイスピーカーュニットをは一体的に接合された構造でもよく、また、ディスプレイとラインアレイスピーカーュ-ットを夫々別々の筐体にて構成し、これらを適宜組み合わせるようにしてもよい。

図 4 Bに示す第 2の例では、 2本のラインアレイスピーカーュニットは左右対称に配置されていないが、縦置きラインアレイスピーカーュニットから放射される音声ビームは水平面に広がるため、出力される音声は非対称なものとはならない。

図 4 Cに示す第 3の例は、通常の音声サラウンドシステムにおけるフロント側スピーカーと同様に複数のスピーカーを配置しているため、ユーザにとって視覚的な違和感が少なく、また、この例では、 5 . 1チャンネルサラウンドォ一ディォの全チヤンネルについて音声ビーム制御を施して仮想音源を設定できるだけでなく、サラウンドチャンネルのみ音声ビーム制御を施し、フロント側のし, R , Cチャンネルについては 3本のラインアレイスピーカーュニットを用いて従来と同様に各チャンネル毎に音声出力をすることができる。この場合、リァ側のサラウンドチャンネルについてのみ仮想音源又はファントムを設定することとなる。

図 4 Eに示す第 5の例は、 2本のラインアレイスピーカーュニットを X字型に交差配置し、各ラインアレイスピーカーユニットを斜めに配置している。この第 5の例の利点は、ラインアレイスピーカーュニットを垂直'水平方向に配置したのでは実現できない斜め方向において音声ビーム制御を実現できることである。斜め方向は、聴取位置から音声ビーム発生位置までの距離を最大化できる音声ビーム経路であり、聴取位置における音の被りが少ないため、他の例と比較して直接音 Z間接音の比率を改善することができる。

図 4 Fに示す第 6の例では、ラインアレイスピーカーュニットとディスプレィとが筐体により一体型として構成されている。この例では、矩形状のディスプレイの 4つのコーナー部に対応する位置にも夫々スピーカーが配設されている。スピーカーをコーナー部に配置することにより、水平方向のラインアレイスピーカーュニットとしても垂直方向のラインアレイスピーカーユニットとしても利用可能である。また、水平 '垂直の両方向用のラインアレイスピーカーユニットとして利用しても良い。また、各スピーカーの口径を大きくして低音再生能力を高めることも考えられる。

図 5、図 6、及び図 7は夫々複数のラインアレイスピーカーユニットを縦、横、斜めに配置した場合に形成される音声ビームの軌跡及び反射の様子を示している。

図 5及び図 6は、前記図 4 Cに示すようにディスプレイに対して逆 U字形に 3本のラインアレイスピーカーュニットを配置した場合の聴取者と音声ビームとの間の相関関係を示している。

即ち、図 5はディスプレイの上部において水平方向に配置したラインアレイスピーカーュニットが形成する音声ビーム分布を示しており、当該ラインァレィスピーカーュニットからは水平方向の開角が絞り込まれるよう指向性制御がなされた音声ビームが出力される。この音声ビーム形状は、上下方向（垂直方向）にプロドな扇形に形成される。この水平方向に配置されたラインアレイスピーカーュニットにより、聴取者から見た部屋の側壁及び後壁において焦点を結ぶように音声ビームを形成することができる。

図 6は、ディスプレイの左右側において垂直方向に配置されたラインァレイスピーカーュニットにより形成される音声ビーム分布を示しており、当該ラインアレイスピーカーュニットにより垂直方向の開角が絞り込まれるように指向性制御がなされた音声ビームが形成される。この音声ビームは、水平方向にブ口一ドな扇形に形成されている。この垂直方向に配置されたラインアレイスピ一力一ュニットにより、聴取者から見た部屋の天井及び後壁に焦点を結ぶ音声ビームを形成することができる。

図 7は、前記図 4 Eに示すように 2本のラインアレイスピーカーュニットを夫々斜め方向に配置して X字型に組み合わせた場合に形成される音声ビーム分布を示しており、各ラインアレイスピーカーュニットからはその設置方向に垂直な方向の開角が絞り込まれ、設置方向に対して広がつた斜め方向の音声ビームが形成される。即ち、 2本のラインアレイスピーカーユニットの内、聴取者から見て右上から左下に向けて配置されたラインァレイスピー力一ユニットの場合、右上から左下方向の開角が絞り込まれ、左上から右下方向に広がった音声ビーム形状が実現される。この音声ビームにより天井の右上角部及び後壁に焦点を結ぶことができる。

上記のように、ラインアレイスピーカーュニットにより形成した音声ビームはブロードな扇形であるため、その焦点は明瞭とはならないが、所謂先行音効果（ハース効果）により最初に聴取者に音が到達する方向の壁面に仮想音源を想定することが可能である。ここで、先行音効果とは、比較的広い範囲から同じ音が時間差をもって到来した場合、聴取者はその範囲内の内、最初に音が到来した方向に音像定位を感じるという音響心理学的性質をいう。従って、聴取者に対して最初に音が到来する方向の壁面（又は天井面）に仮想音源を想定し、このようにして想定した複数の仮想音源に基づいてファントムを形成するようにすればよい。

尚、ラインアレイスピーカーュニットは音の定位が比較的広い範囲となるという性質を有しているため、実際にサラウンドスピーカーを設置した場合に生ずるサラウンドチヤンネルの音の定位が明瞭になりすぎるという不自然さを軽減することができ、以つて、より自然なサラウンド音声再生を実現することが出来る。

図 8及び図 9 A乃至図 9 Dは、ラインアレイスピーカーュニットを用いて形成した音声ビームにより、複数の仮想音源を形成し、この複数の仮想音源によつてファントムを形成する手順を示している。

図 8において、符号①及び②は、横置きのラインアレイスピーカーユニットから放射される音声ビームを示し、符号③及び④は、縦置きのラインァレイスピーカーュニットから放射される音声ビームを示す。音声ビーム①及び③により同一のオーディオソース (オーディオチャンネル) の再生を行う場合、それらの音量バランスを調整することで、聴取者から見た部屋の側壁と天井面に形成される 2つの仮想音源を結ぶ直線上、即ち、聴取者の斜め前方にファントムを作り出すことができる。同様に、音声ビーム①及び②により聴取者の側方に ^

ファントムを作り出したり、音声ビーム②及び④により聴取者の斜め後方にフアントムを作り出すことができる。このように、 1つのオーディオソースについて複数の音声ビームを形成して組み合わせ、夫々の音量を適宜調整することにより、聴取者の周りの任意の位置に自由にファントムを作り出し、音像定位を図ることができる。

図 9 Aは聴取者の前方中央（センター）にファントムを形成する場合の音声ビーム形成例を示し、図 9 Bは聴取者の前方（フロント）にファントムを形成する場合の音声ビーム形成例を示し、図 9 Cは聴取者の側方（サイド）にファントムを形成する場合の音声ビーム形成例を示し、図 9 Dは聴取者の後方（リァ）にファントムを形成する場合の音声ビーム形成例を示している。聴取者の左右の壁面にブロードな仮想音源を複数（例えば、 2つ）形成することにより、聴取者はこれら仮想音源間の略中間位置にファントムが形成されていることを聴覚的に認識することができる。このファントム形成位置は、各音声ビームの放射方向やその音量レベル等の要素を適宜制御することにより、任意の位置に定位されるよう制御することが可能である。

次に、上記のラインアレイスピーカーュニットを用いてファントム定位機能を実現するオーディオ再生装置について説明する。

図 1 0は、本実施例に係るオーディォ再生装置の構成を示すプロック図である。このオーディオ再生装置は、複数のスピーカーより構成されるラインァレイスピーカーユニット 1に接続されるものであり、オーディオソース（即ち、オーディオ信号）をデコードするデコーダ 1 0、各チャンネルについてファントム定位を制御する定位制御部 1 1、当該ファントム定位を実現すべく各チヤンネルのオーディォソースによる音声ビームの放射方向及びレベルを制御するビーム制御部 1 2、及びラインァレイスピーカーュ-ット 1を構成する各スピ一力一を駆動するためのオーディオ回路部 1 3より構成される。尚、複数のラインアレイスピーカーュニットを図 4 A乃至図 4 Fに示すように組み合わせて統合スピーカーシステムを構成する場合、ビーム制御部 1 2及びオーディォ回路部 1 3は、各ラインアレイスピーカ一ュニットに対応して複数組設けられる。 ^

上記のオーディォ再生装置に入力されるオーディォソースとしては、例えば、

5 . 1チャンネル .サラウンド .デジタル信号が用いられる。このデジタル信号は、デコーダ 1 0によりチャンネル毎のデジタルオーディオ信号に分離される。デジタルオーディオ信号は、ビーム制御部 1 2に入力される。ビーム制御部 1 2は、デジタル信号プロセッサー（D S P ) により構成される。

定位制御部 1 1は、マイクロコンピュータで構成されており、以下の制御設定要素を決定してビーム制御部 1 2に通知する。

( 1 ) 各チヤンネルのオーディォ信号に対応して形成されるファントムを定位させる位置。

( 2 ) 当該ファントム定位のために用いられる仮想音源の設定位置。

( 3 ) 各仮想音源設定のために音声ビームを制御して放射する方向。

( 4 ) 当該音声ビーム形成のために各スピーカーに入力するオーディオ信号に付与するゲイン及びディレイの設定。

図 1 1は、ビーム制御部の内部構成を示すブロック図である。ビーム制御部 1 2には、 5 . 1チャンネルに対応する数のビーム制御ユニット 1 2—：！〜 1 2— 6が設けられている。各ビーム制御ュニットには、ディレイ 1 2 0、及びラインアレイスピーカーュニットを構成する複数のスピーカーに対応して設けられる n個の係数乗算器 1 2 1、 1 2 2が設けられている。ディレイ 1 2 0には複数のタップが設けられており、そのタップ位置及び係数乗算器 1 2 1、 1 2 2の係数は、定位制御部 1 1により決定される。また、ディレイ 1 2 0のタップ位置により音声ビームの放射角度が決定される。係数乗算器 1 2 1には、ディレイ 1 2 0による各スピーカーの音量のずれをキャンセルして音声ビーム間に所定のバランスを維持するために必要な係数が供給される。係数乗算器 1 2 2には、音声ビームのサイドローブ（side lobe) をキャンセルするための窓関数（window function)が付与される。窓関数としては、ハミング窓（Hamming window) 又はハング窓（Hanning window) を用いればよい。

各チャンネルのビーム制御ュニットの出力は、加算器 1 2 3により各スピーカ一毎に加算され、オーディオ回路部 1 3に供給される。図 1 0において、オーディオ回路部 1 3は、ラインアレイスピーカーュニット 1を構成する複数のスピーカーに対応する数の D/ Aコンバータ 1 ³ 0及びオーディオアンプ 1 3 1を備えている。 D/Aコンバータ 1 3 0には、ビーム制御部 1 2から各スピーカーに出力されるデジタルオーディォ信号が入力される。このデジタルオーディオ信号は、図 1 1で説明したように、各チャンネルについて複数のオーディオ信号を加算したものである。 D/Aコンバータ 1 3 0は、このデジタルオーディォ信号をアナログオーディオ信号に変換してォーディォアンプ 1 3 1へ出力する。アナ口グオーディォ信号はオーディオアンプ 1 3 1により増幅された後、ラインアレイスピーカーュニット 1の各スピーカ一に供給され、以つて、所望の音が発音される。

以上説明してきたように、この発明の係る音声再生方法及び装置では、従来のパネル状スピーカーアレイを用いることなく、夫々複数のスピーカーを配列したラインアレイスピーカーュニットを複数個組み合わせることにより、所望の仮想音源及びフ了ントム定位を実現することができる。

また、ラインアレイスピーカーュニットの配置や構造を適宜変えることにより各ラインァレイスピーカーュニットより放射される音声ビームを扇形に形成するとともに、部屋の壁面における反射を組み合わせて仮想音源を聴取位置の周囲に形成する。当該仮想音源間に定位されるファントムを作り出すことにより、ラインアレイスピーカーュニットにおける比較的限定された指向性制御によっても、従来のパネル状スピーカーアレイのように比較的自由度の高い仮想音源の位置設定を実現することができる。これにより、比較的少ない数のスピ一力一を用いて、聴取位置を包み込むような自由な音場を再現することができる。

即ち、この発明では、扇状音声ビームにより生成されるファントムを定位することにより、指向性が制限されるラインアレイスピーカーュニットの弱点を補い、単に複数のラインアレイスピーカーュニットの配置を適宜設定することにより、自由に設定した位置に音を定位させることができる。

更に、この発明では、従来のパネル状スピーカーアレイに比べて使用されるスピーカー総数を低減することができ、大幅なコストダウンが可能となり、以つて、音場再生において最小のスピーカー数で最大の音声再生効果を得ることができる。

更に、ラインアレイスピーカーュ-ットの配置スペースの総面積が比較的小さく、また、その組み合わせ形状も比較的自由に設定することができるため、ラインアレイスピーカーュニットの設置自由度が高くなり、ディスプレイとの組み合わせも容易となる。

尚、この発明は上記の実施例に限定される必要は無く、発明の範囲内に含まれる種々の変更もこの発明に包含されるものである。

Claims

請求の範囲

1 - 複数のスピーカーをライン状に配置して構成したラインァレイスピーカーュニットと、

前記ラインアレイスピーカーユニットを構成する各スピーカーに対して同一のオーディオ信号を所定の遅延を施して供給し、以つて、複数の音声ビームを形成する手段と、

前記複数の音声ビームにより形成される複数の仮想音源に基づいて、所定位置に虚像音源を定位するよう前記音声ビームの放射方向及び強度を制御する手段とを具備したオーディォ再生装置。

2 . 複数本の前記ラインアレイスピーカーユニットを具備し、聴取位置に対して水平方向に配置したことを特徴とするオーディォ再生装置。

3 . 複数本の前記ラインアレイスピーカーユニットを具備し、聴取位置に対して垂直方向に配置したことを特徴とするオーディォ再生装置。

4 . 複数本の前記ラインアレイスピーカーユニットを具備し、聴取位置に対して斜め方向に配置したことを特徴とするオーディオ再生装置。

5 . 前記音声ビームは前記ラインアレイスピーカーユニットより放射され、聴取位置に向かって扇形に分布するようにした請求項 1乃至 4記載のオーディォ

6 . 複数のスピーカーをライン状に配置して構成したラインアレイスピーカーュニットを少なくとも 1本配置し、

前記ラインアレイスピーカーユニットを構成する各スピーカーに対して同一のオーディオ信号を所定の遅延を施して供給し、以つて、複数の音声ビームを形成し、

前記複数の音声ビームにより形成される複数の仮想音源に基づいて、所定位置に虚像音源を定位するよう前記音声ビームの放射方向及び強度を制御するようにしたオーディォ再生方法。

7 . 前記音声ビームは前記ラインアレイスピーカーユニットより放射され、聴取位置に向かって扇形に分布するようにした請求項 6記載のオーディオ再生方法。

8 . 夫々複数のスピーカーをライン状に配置してなる複数組のラインスピー力一ュニットと、

矩形状の映像表示用ディスプレイと、

前記複数組のラインスピーカーユニットを前記デイスプレイの周囲に少なくとも 3方について前記ディスプレイを取り囲むように配置させるディスプレイ筐体とからなる音声 ·映像.再生装置。

9 . 複数のスピーカーからなるスピーカーシステムと、

前記スピーカーシステムの各スピーカーに、同一のオーディォ信号を夫々所定の遅延で供給することにより、前記オーディオ信号のビームを複数形成するオーディオ出力手段と、

前記複数のビームにより形成された複数の仮想音源が、所定位置に前記ォーディォ信号の虚像音源を形成するよう、ビーム方向又はビーム強度を制御する定位制御手段とを備えたオーディォ再生装置。

1 0 . 前記スピーカーシステムは、ライン状にスピーカーを配列した複数のスピーカーァレイの方向を変えて組み合わせたものである請求項 9記載のオーディォ再生装置。

1 1 . 複数のスピーカーを所定方向に配列したスピーカーュニットであって、所定方向について垂直な方向に交互にずらして前記複数のスピーカーを配列したことを特徴とするラインアレイスピーカーュニット。

1 2 . 複数のスピーカーからなるスピーカーシステムの各スピーカーに、同一のオーディォ信号を夫々所定の遅延で供給することにより、前記オーディォ信号のビームを複数形成し、

この複数のビームによつて形成された複数の仮想音源が、所定位置に前記ォ一ディォ信号の虚像音源を形成するよう、ビーム方向又はビーム強度を制御するオーディオ再生方法。