WO2005067347A1 - スピーカ装置 - Google Patents

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WO2005067347A1
WO2005067347A1 PCT/JP2005/000157 JP2005000157W WO2005067347A1 WO 2005067347 A1 WO2005067347 A1 WO 2005067347A1 JP 2005000157 W JP2005000157 W JP 2005000157W WO 2005067347 A1 WO2005067347 A1 WO 2005067347A1
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WO
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speaker
channel
band
sound
reproduction
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PCT/JP2005/000157
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English (en)
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Inventor
Susumu Takumai
Yusuke Konagai
Original Assignee
Yamaha Corporation
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/403—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers loud-speakers
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    • H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/022—Plurality of transducers corresponding to a plurality of sound channels in each earpiece of headphones or in a single enclosure

Definitions

  • the present invention relates to a speaker device provided with a speaker array that reproduces stereo sound in a natural manner.
  • FIG. 4 is a top perspective view of a room in which the speaker device described in Patent Document 1 is installed, and shows an example in which a 5.1-ch surround system is configured by a speaker device having a speed array.
  • the speaker device 1 13 disposed near the center of the wall 120 of the room and below the video device 1 12 installed in front of the user U is a center speaker (C).
  • LFE woofer
  • the speaker device 113 reflects the beam to the left and right walls 121 and 122 of the user U, and the Rch speaker 114 and Lch Create ch speaker 1 1 5 Further, the speaker device 113 reflects the beams to the ceiling 124, the left and right walls 121, 122 of the user U, and the wall 123 behind the user U, and the SRch speakers 1 left and right behind the user U.
  • Produce 16 and SLch speaker 1 17 As described above, in the surround sound system using the speed array, the sound signal of each channel is controlled to be delayed to form a beam, and the beamed sound is reflected on a wall to generate a plurality of sound sources, thereby forming a user. Surround feeling can be obtained as if multiple speakers were installed around U.
  • the left channel of the front is L (Left)
  • the right channel of the front is R (Right)
  • the center channel is C (Center)
  • the left channel of the rear is SUSurround Left
  • the rear right channel is called SR (Surround Right)
  • the subwoofer is called LFE (Low Frequency Effects).
  • FIG. 5A.5B is a top perspective view showing an example in which a speaker device is installed in a rectangular parallelepiped room having a large difference between width and depth.
  • the sound is played back only in the front channel (R (and C)) or in a 2-channel stereo system including the surround channel. Sometimes you want to. Also, if you want to reproduce the stereo source as normal stereo sound without beaming
  • the present invention provides a speaker array system that improves the localization when reproducing the front channel of the surround sound, improves the sense of density, improves the narrow directivity when reproducing the stereo sound, and selects the reproduction method according to the installation environment.
  • An object of the present invention is to provide a speaker array that can be improved.
  • the present invention has the following arrangement as means for solving the above-mentioned problems.
  • a speaker array including a plurality of speakers arranged in a matrix
  • Audio signal processing means for dividing an audio source into a plurality of bands, dividing the speaker array into a plurality of reproduction regions, allocating each band, and allocating a high band to a smallest reproduction region. apparatus.
  • the audio signal processing means sets an area for reproducing a left channel and a right channel of a stereo source or a surround source so that a reproduction band becomes higher from a center part to both ends of the speaker array, The speaker device according to (1), wherein the number of allocated speakers is reduced as the reproduction band increases.
  • the audio signal processing means sets an area for reproducing the center channel of the stereo source or the surround source so that the reproduction band increases from both ends to the center, and the speaker increases as the reproduction band increases.
  • a speaker array comprising a plurality of speakers arranged in a matrix and a first filter provided for each speaker and filtering audio signals of left and right channels of a stereo source or a surround source.
  • the bandwidth of the first filter of each unit speaker circuit is set higher from the center to the both ends of the speaker array.
  • the band of the first filter is divided into a high band, a middle band, and a low band, and the number of the unit speaker circuits having the high band filter is larger than the number of the unit speaker circuits having the other band filters. Few, speaker device of (5). (7) The speaker device according to (5), wherein the band of the filter gradually increases from the center to the both ends of the speaker array.
  • the unit speaker circuit further includes a second filter for filtering an audio signal of a center channel of a stereo source or a surround source, and a band of the second filter of the power circuit is provided in each body.
  • the speaker device according to (5) which is set higher from both ends toward the center.
  • a high frequency band having a strong directivity and a sense of localization is provided at the end of the speaker array.
  • the low frequency band which has weak directivity and localization, is allocated to the center.
  • the number of speakers assigned to each band is reduced as the frequency becomes higher. By doing so, it is possible to ensure a sense of separation between the left channel and the right channel, and to obtain a natural stereo feeling without forming a beam in the high frequency band.
  • the speaker array of the present invention has a high-frequency reproduction area when reproducing stereo sound. Since the product / position is limited, stereo sound can be reproduced with natural sensation that high-frequency sound does not have directivity. Further, the speaker array of the present invention uses Bessel functions to perform high-frequency sound signal omnidirectionality when reproducing stereo sound, so that the normal directivity that does not cause frontal directivity occurs. A stereo sound image can be obtained.
  • FIG. 1A is an example of the arrangement of each band when stereo sound is reproduced by a speaker device having a speaker array
  • FIG. IB is a circuit configuration diagram of the speaker device.
  • FIG. 2A, 2B and 2C are layout diagrams of a sound reproduction area set in the speaker array.
  • FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a speaker device different from FIG.
  • FIG. 4 is a top perspective view of a room in which a conventional speaker device is installed.
  • 5A and 5B are top perspective views showing an example in which a conventional speaker device is installed in a rectangular parallelepiped room having a large difference between width and depth.
  • FIG. 1A is an arrangement example of each band when stereo sound is reproduced by a speaker device having a speaker array
  • FIG. 2B is a circuit configuration diagram of the speaker device. Although the display is partially omitted in FIG.
  • the speaker device 1 is configured by a horizontally long speaker array 17 including a plurality of speakers 16 arranged in a matrix.
  • the audio to be reproduced is divided into three bands of low, middle, and high frequencies for playback, as an example. It is possible.
  • the speaker device according to the embodiment of the present invention can output a sound signal of each channel of a surround source as a beam as shown in FIG. Description and illustration are omitted.
  • playing back stereo sound with a speaker array for example, as shown in Fig. 1A, assign a playback area for each band. That is, at the center of the speaker array 17, the audio reproduction area 17L of the L channel is divided into the audio reproduction area 17R of the R channel.
  • the sound to be played is divided into three bands: low, middle, and high.
  • a reproduction area is allocated in the order of high frequency, middle frequency and low frequency from the outside (end side) to the center side of the speaker array 17. That is, the audio reproduction area 17L of the L channel is divided into a high frequency 17Lh, a middle frequency 17Lm, and a low frequency 17LI.
  • the audio reproduction area 17R of the R channel is divided into a high frequency 17Rh, a middle frequency 17Rm, and a low frequency 17RI.
  • the number of speakers assigned to each band is reduced as the frequency becomes higher.
  • the number of speakers in each playback area is set so that the high range is the middle range and the low range is the middle range.
  • a sense of separation between the localization of the L-system channel and the R-system channel is secured, and a natural stereo feeling can be obtained because the high-frequency band is not beamed.
  • the L (L'SL) and R (R'SR) channels are stereo as described above.
  • the number of speakers in each playback area is set so that high-range ⁇ middle-range ⁇ low-range, and from the outside (end side) to the center of the speaker array, It is preferable to assign the reproduction area in the order of the middle band and the low band.
  • the C channel sound is reproduced in (1) the entire speaker array or (2) a predetermined area in the center, and the omnidirectional sound is prevented by using the Bessel function to prevent the formation of a beam in a particularly high frequency band. It is good to set to play voice. In this way, the center position can be improved by changing the processing of the R channel and the C channel when performing stereo playback of the front system of the surround source.
  • a speaker array that outputs a signal processed by using the Bessel function so as to be omnidirectional while preventing the formation of a high-frequency beam is hereinafter referred to as a Bessel array.
  • the speaker device 1 includes a plurality of unit speed power circuits 1 Oa to 1 Of.
  • Speaker device 1 processes each audio signal input from each terminal in each unit speaker circuit 1 Oa to 1 Of, and outputs the processed signal from each speaker 16 a to 16 f constituting the speaker array 17.
  • Each unit of the speaker device 1 is controlled by the control unit 18.
  • the quantity of each unit speaker circuit is
  • the unit speaker circuit 1 Oa for reproducing the high band of the L channel includes a high-pass filter 12a, a variable amplifier 13a, an adder 14a, a power amplifier 15a, and a speaker 16a.
  • the unit speaker circuit 1 Ob that reproduces the middle band of the L-system channel is composed of a bandpass filter 12b for the middle band, a variable amplifier 13b, a power B calculator 14b, a power amplifier 15b, and a speaker 16b.
  • the unit speaker circuit 1 Oc for reproducing the low frequency band of the L channel includes a low-pass filter 12 c, a variable amplifier 13 c, an adder 14 c, a power amplifier 15 c, and a speaker 16 c.
  • the unit speaker circuit 10d for reproducing the low frequency band of the R channel includes a low-pass filter 12d, a variable amplifier 13d, an adder 14d, a amplifier 15d, and a speaker 16d.
  • the unit speaker circuit 1 Oe that reproduces the middle frequency of the R channel is a bandpass filter 1 2 ⁇ for the mid frequency, a variable amplifier 13 ⁇ , and a force! ]
  • a calculator 14 ⁇ , power amplifier 5 ⁇ , and speaker 16e power is a calculator 14 ⁇ , power amplifier 5 ⁇ , and speaker 16e power.
  • the unit speaker circuit 10f for reproducing the high band of the R channel includes a high-pass filter 12f, a variable amplifier 13f, an adder 14f, a power amplifier 15f, and a speaker 16f.
  • the variable amplifiers 13a to 13f are adjusted based on the control signal output from the control unit 18.
  • the control unit 18 is based on the result calculated using the Bessel function in order to output sound from each of the spin forces 16a to 16f so as to prevent beam formation in a high frequency range and to be omnidirectional. Outputs control signal.
  • the C-channel audio signal input from the terminal 11 C is sent to the variable amplifiers 13a to 13f.
  • the audio signal of the L channel input from the terminal 11 L is sent to the high-pass filter 12a, the band-pass filter 12b, and the low-pass filter 12c. Further, the audio signal of the R channel input from the terminal 11 R is sent to the low-pass filter 12d, the band-pass filter 12e, /, // ⁇ Shi filter 12fi.
  • the high-frequency component of the audio signal of the L-system channel output from the high-pass filter 12a and the audio signal of the C channel processed by the variable amplifier 13a based on the Bessel function are: The signals are added by the adder 14a, amplified by the power amplifier 5a, and output from the speaker 16a.
  • the mid-range component of the audio signal of the L channel output from the unit pass circuit 12b in the unit speaker circuit 10b and the audio signal of the C channel processed by the variable amplifier 13b based on the Bessel function are: The signals are added by the adder 14b, amplified by the power amplifier 15b, and output from the speaker 16b.
  • the low-frequency component of the audio signal of the L channel output from the low-pass filter 12c and the audio signal of the C channel processed by the variable amplifier 13c based on the Bessel function are: The signals are added by the adder 14c, amplified by the power amplifier 15c, and output from the speaker 16c.
  • the low-frequency component of the R-channel audio signal output from the low-pass filter 12 d and the C-channel audio signal processed based on the Bessel function by the variable amplifier 13 d are: The signals are added by an adder 14d, amplified by a power amplifier 15d, and output from a speaker 16d.
  • the mid-range component of the audio signal of the R channel output from the bandpass filter 12 e and the audio signal of the C channel processed based on the Bessel function by the variable amplifier 13 e are: The signals are added by the adder 14e, amplified by the power amplifier 15e, and output from the speaker 16e.
  • the high-frequency component of the audio signal of the R channel output from the high-pass filter 12f and the audio signal of the C channel processed based on the Bessel function by the variable amplifier 13f are:
  • the signals are added by the adder 14f, amplified by the power amplifier 15f, and output from the speaker 16f.
  • Stereo sound and surround sound are converted into stereo by the speaker array 1 configured in this way and reproduced, thereby ensuring a sense of localization of the L system channel and the R system channel. A natural stereo feeling can be obtained without using.
  • FIG. 2 is a layout diagram of a sound reproduction area set in the speaker array.
  • a high-frequency reproduction area 27h is allocated in the center of the speaker array 27
  • a medium-frequency reproduction area 27m is allocated around the high-frequency reproduction area 27m
  • a low-frequency reproduction area is further allocated around the reproduction area 27m.
  • Allocate playback area 27I is allocated at this time, in order to match the directivity of each band, the number of speakers assigned to each reproduction area is reduced as the frequency becomes higher.
  • the sound of channel C can be localized in the center without forming the high-frequency beam.
  • other surround sound to be reproduced as stereo sound that is, L-system (L'SL) channel
  • L'SL L-system
  • R-SR R-channel
  • the high, middle, and low frequency bands are arranged from the outside (end side) to the center of the speaker array in the same manner as the area layout shown in Fig. 1A. It is advisable to assign playback areas in order (see Fig. 2B).
  • the speaker device 2 reproduces the audio signal of the C channel in the reproduction area divided as shown in FIG. 2A in the speaker array 27, and the audio signals of the L channel and the R channel are shown in FIG. 2B.
  • the low-frequency reproduction area of the L′ R channel is the reproduction area of the high frequency, the middle frequency, and the low frequency of the C channel.
  • the mid-range reproduction area of the R channel is the mid-range / low-range reproduction area of the C channel.
  • the high-frequency reproduction area of the R channel is a low-frequency reproduction area of the C channel. Therefore, the circuit configuration of the speaker device 2 is as shown in FIG. FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a speaker device different from FIG. As shown in FIG. 3, the speaker device 2 includes a plurality of unit speaker circuits 20a to 20l.
  • the speaker device 2 has a terminal 21 C for inputting an audio signal of the C channel, a terminal 21 for inputting an audio signal of the L system (L'SL) channel, and an audio signal of the R system (R'SR) channel. Terminal 21 R is provided.
  • the speaker device 2 processes the audio signals input from these terminals by the unit speaker circuits 20a to 20I, and outputs the processed signals to the speakers 26a to 26l constituting the speaker array 27.
  • the number of the unit speaker circuits is
  • each unit speaker circuit focuses on a unit speaker circuit that reproduces an audio signal of the L channel and the R channel, the number thereof is
  • the unit speaker circuit 20a for reproducing the high band of the L channel and the low band of the C channel includes a high-pass filter 22a, a low-pass filter 23a, an adder 24a, a power amplifier 25a, and a speaker 26a.
  • the unit speaker circuit 20b for reproducing the middle band of the L channel and the low band of the C channel includes a band pass filter 22b for the middle band, a low pass filter 23b, an adder 24b, a power amplifier 25b, and a speaker 26b.
  • the unit loudspeaker circuit 20c which reproduces the middle range of the L channel and the middle range of the C channel, has a bandpass filter 22c for the middle range, a bandpass filter 23c for the middle range, and power! ] It consists of a calculator 24c, a power amplifier 25c, and a speaker 26c.
  • the unit speaker circuit 20d for reproducing the low band of the L channel and the low band of the C channel includes a low-pass filter 22d, a low-pass filter 23d, an adder 24d, a power amplifier 25d, and a speaker 26d.
  • a unit for reproducing the low band of the L channel and the middle band of the C channel The speaker circuit 20e includes a low-pass filter 22 ⁇ , a band-pass filter 23e for the middle band, an adder 24e, a power amplifier 25e, and a speaker 26e.
  • the unit speaker circuit 20f for reproducing the low band of the L channel and the high band of the C channel includes a low pass filter 22f, a high pass filter 23f, an adder 24f, a power amplifier 25f, and a speaker 26f.
  • the unit speaker circuit 20g that reproduces the low band of the R channel and the high band of the C channel is composed of a single-pass filter 22g, a high-pass filter 23g, an adder 24g, a power amplifier 25g, and It consists of a speaker 26g.
  • the unit speaker circuit 20h that reproduces the low band of the R channel and the middle band of the C channel consists of a low-pass filter 22h, a mid-pass band-pass filter 23h, an adder 24h, a power amplifier 25h, and a speaker 26h.
  • the unit speaker circuit 20i for reproducing the low band of the R channel and the low band of the C channel includes a low-pass filter 22i, a low-pass filter 23i, an adder 24i, a power amplifier 25i, and a speaker 26i.
  • a unit speaker circuit 20j for reproducing the middle band of the R channel and the middle band of the C channel includes a bandpass filter 22j for the middle band, a bandpass filter 23j for the middle band, an adder 24j, a power amplifier 25j, and It consists of a speaker 26j.
  • the unit speaker circuit 20k that reproduces the middle band of the R channel and the low band of the C channel includes a bandpass filter 22k for the middle band, a lowpass filter 23k, an adder 24k, a power amplifier 25k, and a speaker 26k.
  • the unit speaker circuit 201 for reproducing the high band of the R channel and the low band of the C channel includes a high-pass filter 221, a low-pass filter 231, an adder 241, a power amplifier 251, and a speed 261.
  • the unit speaker circuits 20a and 20b and 20b and 20k, 20c and '20j, 20d and 20i, 20e and 20h, and 20f and 20g have the same configuration.
  • the symbol for one unit speaker circuit is written in parentheses after the symbol for the other unit speaker circuit.
  • the audio signal of the C channel input from the terminal 21C is sent to each of the filters 23a to 23l.
  • the audio signal of the L channel input from the terminal 21L is sent to each of the filters 22a to 22f.
  • the audio signal of the R channel input from the terminal 21R is sent to each of the filers 22g to 22l.
  • the unit speaker circuit 20a (20l) the high frequency component of the audio signal of the L (R) channel output from the high-pass filter 22a (22l) and the C channel output from the low /
  • the low frequency component of the audio signal is added by the adder 24a (241), amplified by the power amplifier 25a (25l), and output from the speaker 26a (26l).
  • the mid-range component of the L (R) channel audio signal output from the bandpass filter 22b (22k) and the C channel audio output from the lowpass filter 23b (23k) The low frequency components of the signal are added by an adder 24b (24k), amplified by a power amplifier 25b (25k), and output from a speaker 26b (26k).
  • the mid-range component of the L (R) channel audio signal output from the pan / filter 22c (22j) The C-channel audio output from the pan-pass filter 23c (23j)
  • the mid-range components of the signal are added by an adder 24c (24j), amplified by a power amplifier 25c (25j), and output from a speaker 26c (26j).
  • the low frequency component of the L (R) channel audio signal output from the low noise filter 22d (22i) and the C channel audio output from the low-pass filter 23d (23i) The low-frequency component of the signal is added by the adder 24d (240, amplified by the power amplifier 25d (25i), and output from the speaker 26d (26i).
  • the low-pass filter 22e The low-frequency component of the L (R) channel audio signal output from 22h) and the mid-frequency component of the C channel audio signal output from bandpass filter 23e (23h) are added by adder 24e (24h).
  • the sum is amplified by the power amplifier 25e (25h) and output from the speaker 26e (26h) Output from the low-pass filter 22f (22g) in the unit speaker circuit 20f (20g)
  • the low-frequency component of the audio signal of the L (R) channel and the high-frequency component of the audio signal of the C channel output from the high-pass filter 23f (23g) are added by the adder 24f (24g), and the output signal of the power amplifier 25f (25g) and output from the speaker 26f (26g).
  • Stereo sound and surround sound are converted to stereo by the speaker array 2 configured in this way and reproduced, thereby ensuring a sense of separation between the L channel and the R channel, and the C channel sound is localized at the center.
  • the control unit 28 confirms the type of the source to be reproduced, reads the arrangement data of the reproduction area corresponding to the source from the storage unit or the memory of the control unit (not shown), and sets the reproduction area.
  • the speaker device according to the embodiment of the present invention can automatically select the arrangement of the reproduction area according to the source to be reproduced. For example, in the case of the speaker device 1, if the source to be reproduced is stereo sound, each unit power circuit is set so that the reproduction area is arranged as shown in FIG. 1A, and the source to be reproduced is 5.1 channel. In the case of surround sound, as shown in Fig.
  • the playback area can be switched as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, and 5.1-channel surround sound can be converted to stereo and played.
  • the case where each channel of the surround sound is converted to stereo and reproduced is described.
  • the sound of the rear SL channel and the SR channel is not converted to stereo but reproduced as a beam. Good. This makes it possible to reproduce surround sound by installing a speaker device in a room with the structure shown in Fig. 4. Can reproduce sound with a sense of surround.
  • the audio source is divided into three bands (high, middle, and low), but the present invention is not limited to this, and the audio source may be divided into four or more bands.
  • the frequency band that can pass through the LR channel filter of the unit speed power circuit may be set so as to gradually increase from the center to the both ends of the speaker array.

Abstract

サラウンド音声の前方チャンネル再生時の定位の向上、密度感の向上、ステレオ音声再生時の狭指向性の改善、設置環境に合わせた再生手法の選択性の向上を行うことができるスピーカアレイを提供する。　サラウンド音声をビーム化して再生するスピーカアレイで、ステレオ音声を再生する場合、スピーカアレイの中央部でＬ系チャンネルの音声再生領域と、Ｒ系チャンネルの音声再生領域と、に振り分ける。そして、分割した各再生領域をさらに帯域毎に分割する。また、高域の再生領域は、前記のように複数のスピーカで同時に再生すると指向性が高く定位感が強くなるため、再生領域を一部の領域に限定する。また、サラウンドソースのフロント系をステレオ再生する際に、Ｌ，Ｒ系とＣの処理を変えてセンタ定位を改善する。これにより、音声の高域がビーム化せず、自然なステレオ感の音声を再生することができる。

Description

明細書 スピーカ装置 技術分野
本発明は、自然なステレオ惑でステレオ音声を再生するスピーカアレイを備えたス ピー力装置に関する。 背景技術
従来、アレイ状に配置された複数のスピーカを用いて音声ビームを形成することに より、音声信号伝搬の指向性を制御する技術が提案されている (例えば、特許文献 1 参照。）。この技術を用いることで、従来のサラウンドシステムのように複数のスピー 力をユーザ (聴取者）の周囲に設置しなくても良くなリ、 1枚のパネル状のスピーカァレ ィを用いてサラウンド音声を再生することができる。 図 4は、特許文献 1に記載のスピーカ装置を設置した部屋の上面透視図であり、ス ピー力アレイを備えたスピーカ装置で 5. 1 chサラウンドシステムを構成した例を示し ている。図 4に示すスピーカ装置 1 1 3は、 1つのパネルに所定の配列で配置された数 百個のスピーカユニットを備えており、各スピーカユニットからサラウンド音声を出力 するタイミングをチャンネル毎に調整してビーム状に放射し、ビームが壁面で焦点を 結ぶように遅延制御する。そして、各チャンネルの音声を天井や壁に反射させて拡散 させることで、壁に音源を作り出し、マルチチャンネルの音場を再生する。図 4に示す ように、部屋の壁 1 20の中央部付近であって、ユーザ Uの前方に設置された映像装 置 1 1 2の下部に配置したスピーカ装置 1 1 3は、センタスピーカ（C)及び低音補強用 のウーハ (LFE)と同様の音声を直接ユーザに対して出力する。また、スピーカ装置 1 1 3は、ユーザ Uの左右の壁 1 21， 1 22にビームを反射させて、 Rchスピーカ 1 1 4と L chスピーカ 1 1 5を作り出す。さらに、スピーカ装置 1 1 3は、天井 1 24、ユーザの左右 の壁 1 21 , 1 22及びユーザ Uの後方の壁 1 23にビームを反射させて、ユーザ Uの後 方の左右に SRchスピーカ 1 1 6と SLchスピーカ 1 1 7を作り出す。このように、スピ一 力アレイによるサラウンドシステムでは、各チャンネルの音声信号を遅延制御してビ ー厶化し、このビーム化した音声を壁に反射させて複数の音源を作ることにより、ュ 一ザ Uの周囲に複数のスピーカを設置したかのようなサラウンド感を得ることができ る。 ここで、本明細書では、 5. 1 chサラウンドシステムにおいて、フロントの左チャンネ ルを L(Left)、フロントの右チャンネルを R (Right)、センタチヤンネルを C (Center)、リ ァの左チャンネルを SUSurround Left)、リアの右チャンネルを SR (Surround Right)、 サブウーハを LFE (Low Frequency Effects)と称する。
特許文献 1 : 特表 2003— 51 0924号公報 図 5A.5Bは、幅と奥行きの差が大きな直方体型の部屋にスピーカ装置を設置した 例を示す上面透視図である。特許文献 1に記載のスピーカ装置で音声を聞く場合、設 置環境やソースによっては、フロント系チャンネル（し R (及び C))のみ、またはサラウ ンドチャンネルも含めて 2チャンネルのステレオ方式で再生させたい場合がある。ま た、ステレオソースをビーム化せずに、通常のステレオ音声として再生させたい場合
例えば、図 5Aに示すように特許文献 1に記載のスピーカ装置を、幅と奥行きの差が 大きな直方体型の部屋の端部近傍に設置した場合には、スピーカ装置からその左側 の壁までの距離と、スピーカ装置からそのお側までの距離と、が異なるため、サラウ ンド音声の広がリ感が過剰になり、特に前方チャンネル (し R (及び C) )の音声にお ける密度感及び定位感が損なわれてしまう。そこで、このような場合には、図 5Bに示 すように、各チャンネルの音声をビーム化せずにステレオ化して、通常のステレオ音 声として再生するのが好ましい。 また、図 4に示した形状の部屋に設置したスピーカ装置でステレオソースを再生す る場合には、通常のステレオ音声として再生するのが好ましい。 しかしながら、スピーカ装置（スピーカアレイ）の各スピーカを Lチャンネルの再生領 域と Rチャンネルの再生領域とに中央部で振り分けて、全スピーカを用いて音声をス テレオ再生すると、各チャンネルの音声信号を遅延制御せずにほぼ同時に出力して いるにもかかわらず中高域において正面指向性が発生するので、通常のステレオ感 とはかけ離れた音像になってしまう。そのため、特許文献 1に記載のスピーカ装置の 全スピーカを使用して、ステレオ音声を再生するのは好ましくないという問題があった。 発明の開示
そこで、本発明はスピーカアレイシステムにおいて、サラウンド音声の前方チャンネ ル再生時の定位の向上、密度感の向上、ステレオ音声再生時の狭指向性の改善、 設置環境に合わせた再生手法の選択性の向上を行うことができるスピーカアレイを 提供することを目的とする。 この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
( 1 ) マトリックス状に配置された複数のスピーカからなるスピーカアレイと、
音声ソースを複数の帯域に分割し、前記スピーカアレイを複数の再生領域に 分割して各帯域を割り当て、高域を最も小さな再生領域に割り当てる音声信号処理 手段とを備えたことを特徴とするスピーカ装置。 (2) 前記音声信号処理手段は、ステレオソースまたはサラウンドソースの左チヤ ンネルと右チャンネルとを再生する領域を、前記スピーカアレイの中央部から両端部 にかけて再生帯域が高くなるように設定するとともに、再生帯域が高くなるに連れて スピーカの割り当て数を少なくする（ 1 )に記載のスピーカ装置。
(3) 前記音声信号処理手段は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタ チャンネルの音声信号に対して無指向性となるように信号処理を行う（2)に記載のス ピー力装置。
(4) 前記音声信号処理手段は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタ チャンネルを再生する領域を、両端部から中央部にかけて再生帯域が高くなるように 設定するとともに、再生帯域が高くなるに連れてスピーカの割り当て数を少なくする (2)に記載のスピーカ装置。
(5) マトリックス状に配置された複数のスピーカからなるスピーカアレイと、 各スピーカに対応してそれぞれ設けられ、ステレオソースまたはサラウンドソ ースの左右チャンネルの音声信号とをフィルタする第一のフィルタを有する単位スピ 一力回路と
を備え、
それぞれの単位スピーカ回路の該第一のフィルタの帯域はスピーカアレイの 中央部から両端部に向かって高く設定される。
(6) 該第一のフィルタの帯域は高域、中域、低域に分けられ、高域のフィルタを 有する前記単位スピーカ回路の数は他の帯域のフィルタを有する前記単位スピーカ 回路の数より少なし、 (5)のスピーカ装置。 (7) 該フィルタの帯域はスピーカアレイの中央部から両端部に向かって徐々に高 くなる（5)のスピーカ装置。
(8) 前記単位スピーカ回路は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタチ ヤンネルの音声信号に対して無指向性となるように信号処理を行う（5)に記載のスピ 一力装置。
(9) 前記単位スピーカ回路は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタチ ヤンネルの音声信号をフィルタする第二のフィルタをさらに有し、それぞれの体にスピ 一力回路の該第二のフィルタの帯域は該両端部から該中央部に向かって高く設定さ れる (5)に記載のスピーカ装置。 上記の構成においては、スピーカアレイにおいて音声信号をステレオ再生する際に は、高域を再生するスピーカを最も小さな再生領域のスピーカに限定して音声の高域 を出力させる。したがって、スピーカアレイで音声をステレオ再生する場合でも、音声 の高域が指向性を有してビーム化することなぐ違和感のない自然なステレオ感の音 声を出力することができる。 この構成においては、ステレオソースまたはサラウンドソースの左 (左系)チャンネル と右 (右系)チャンネルの音声信号をスピーカアレイで再生する際に、指向性及び定位 感が強い高域をスピーカアレイの端部に割り当て、指向性及び定位感が弱い低域を 中央部に割り当てる。また、各帯域に割り当てるスピーカ数を高域になるにしたがつ て少なくする。このようにすることで、左チャンネルと右チャンネルとの定位の分離感 を確保することができ、高域がビーム化することなぐ自然なステレオ感を得ることが できる。
本発明のスピーカアレイは、ステレオ音声を再生する際に、高域の再生領域の面 積/位置を限定するので、高域の音声が指向性を持つことがなぐ自然な音感のステ レオ音声を再生することができる。 また、本発明のスピーカアレイは、ステレオ音声を再生する際に、ベッセル関数を用 いて高域の音声が無指向性となるように信号処理されるので、正面指向性が発生す ることなぐ通常のステレオ感の音像を得ることができる。 図面の簡単な説明
図 1 Aはスピーカアレイを備えたスピーカ装置でステレオ音声を再生する際の各帯 域の配置例であり、及び図 I Bはスピーカ装置の回路構成図である。
図 2A、 2B及び 2Cはスピーカアレイに設定する音声再生領域の配置図である。 図 3は図 1とは異なるスピーカ装置の回路構成図である。
図 4は従来のスピーカ装置を設置した部屋の上面透視図である。
図 5A，5Bは幅と奥行きの差が大きな直方体型の部屋に、従来のスピーカ装置を 設置した例を示す上面透視図である。 発明を実施するための最良の形態
スピーカアレイでサラウンド音声を再生するときに、設置環境やソースによっては、 フロント系チャンネル（Rおよびしはらに、加えて C) )のみ、またはサラウンドチャンネ ルも含めてステレオ方式の 2チャンネルで再生させたい場合がある。また、ステレオソ ース（Rおよび L信号成分のみ)を再生させたい場合がある。本発明では、サラウンド 音声をビーム化して再生するスピーカアレイでステレオ音声を再生する場合、スピー 力アレイの中央部で L系チャンネル (Lおよび/または SL)の音声再生領域と、 R系チヤ ンネル (Rおよび/または SR)の音声再生領域と、に振り分ける。そして、分割した各 再生領域をさらに帯域毎に分割する。また、高域の再生領域は、前記のように複数 のスピーカで同時に再生すると指向性が高く定位感が強くなるため、再生領域を一部 の領域に限定する。また、サラウンドソースのフロン卜系をステレオ再生する際にし R 系チャンネルと Cチャンネルの処理を変えることで、センタ定位を改善する。このよう にすることで、音声の高域がビーム化せず、自然なステレオ感の音声を再生すること ができる。 以下に、具体的な実施形態を説明する。図 1 Aは、スピーカアレイを備えたスピーカ 装置でステレオ音声を再生する際の各帯域の配置例、及び図 2Bスピーカ装置の回 路構成図である。図 1 Aにおいて、表示を一部省略しているが、スピーカ装置 1は、マ トリックス状に配置された複数のスピーカ 1 6からなる横長形状のスピーカアレイ 1 7に より構成されている。 なお、以下の説明では、再生する音声を低域、中域、高域の 3つの帯域に分けて再 生する場合を例に挙げて説明する力、さらに細かく帯域を分割して設定することも可 能である。また、本発明の実施形態に係るスピーカ装置は、ステレオ音声だけでな 図 4に示したように、サラウンドソースの各チャンネルの音声信号をビーム化して出力 することが可能であるが、そのための構成については説明及び図示を省略する。 スピーカアレイでステレオ音声を再生する場合、例えば、図 1 Aに示すように、各帯 域の再生領域を割り当てる。すなわち、スピーカアレイ 1 7の中央部で L系チャンネル の音声再生領域 1 7Lと、 R系チャンネルの音声再生領域 1 7Rと、に分ける。また、再 生する音声を低域、中域、高域の 3つの帯域に分ける。そして、各音声再生領域 1 7 レ 1 7Rにおいて、スピーカアレイ 1 7の外側 (端部側）から中心側へかけて、高域、中 域、低域の順に再生領域を割り当てる。すなわち、 L系チャンネルの音声再生領域 1 7Lを、高域 1 7Lh、中域 1 7Lm、低域 1 7LIに分割する。また、 R系チャンネルの音声 再生領域 1 7Rを、高域 1 7Rh、中域 1 7Rm、低域 1 7RIに分割する。 ここで、各帯域の指向性の整合をとるために、各帯域に割り当てるスピーカ数を高 域になるにしたがって小さくする。すなわち、各再生領域のスピーカ数は、高域く中 域 <低域となるように設定する。このとき、高域のスピーカ数は、実験などを行って、 再生する高域の音声が指向性を持たないように数量を調整することが望ましい。これ により、 L系チャンネル及び R系チャンネルの定位の分離感が確保され、また、高域 がビーム化しないので、自然なステレオ感を得ることができる。 また、スピーカアレイでサラウンド音声をステレオ化して再生する場合には、図 1 Aに 示すように、 L系（L' SL)チャンネル及び R系（R' SR)チャンネルについては、上記の ようにステレオ音声を再生する場合と同様に、各再生領域のスピーカ数は高域 <中 域 <低域となるように、また、スピーカアレイの外側 (端部側）から中心側へかけて、 高域、中域、低域の順に再生領域を割り当てるようにすると良い。また、 Cチャンネル の音声について、（1 )スピーカアレイ全体または (2)中央部の所定領域で再生するよ うにするとともに、ベッセル関数を用いて特に高域のビーム化を防いで無指向性の音 声を再生するように設定すると良し、。このように、サラウンドソースのフロント系をステ レオ再生する際にし R系チャンネルと Cチャンネルの処理を変えることで、センタ定位 を改善することができる。 なお、ベッセル関数を用いて、特に高域のビーム化を防いで無指向性となるように 信号処理した音声を出力するスピーカアレイを、以下、ベッセルアレイと称する。 次に、図 1 Aに示したように各帯域の再生領域を設定してスピーカアレイに音声を再 生させる場合の回路構成を説明する。図 1 Bに示すように、スピーカ装置 1は、単位ス ピー力回路 1 Oa~ 1 Of^それぞれ複数備えている。また、 Cチャンネルの音声信号を 入力する端子 1 1 C、 L系（L' SL)チャンネルの音声信号を入力する端子 1 1し及び R 系（R' SR)チャンネルの音声信号を入力する端子 1 1 Rを備えている。スピーカ装置 1は、各端子から入力された各音声信号を、各単位スピーカ回路 1 Oa〜 1 Ofで処理し て、スピーカアレイ 1 7を構成する各スピーカ 1 6a~ 1 6fから出力させる。スピーカ装 置 1の各部の制御は、制御部 1 8が行う。 各単位スピーカ回路は、その数量が、
1 0a= 1 Ofく 1 0b= 1 Oeく 1 Oc= 1 Od
となるように構成されている。
L系チャンネルの高域を再生する単位スピーカ回路 1 Oaは、ハイパスフィルタ 1 2a、 可変アンプ 1 3a、加算器 1 4a、パワーアンプ 1 5a、及びスピーカ 1 6aからなる。 L系チ ヤンネルの中域を再生する単位スピーカ回路 1 Obは、中域用のバンドパスフィルタ 1 2b、可変アンプ 1 3b、力 B算器 1 4b、 / ヮーアンプ 1 5b、及びスピーカ 1 6b力、らなる。 L 系チャンネルの低域を再生する単位スピーカ回路 1 Ocは、ローパスフィルタ 1 2c、可 変アンプ 1 3c、加算器 1 4c、パワーアンプ 1 5c、及びスピーカ 1 6cからなる。
R系チャンネルの低域を再生する単位スピーカ回路 1 0dは、ローパスフィルタ 1 2d、 可変アンプ 1 3d、加算器 1 4d、ノ ヮーアンプ 1 5d、及びスピーカ 1 6dからなる。 R系 チャンネルの中域を再生する単位スピーカ回路 1 Oeは、中域用のパンドパスフィルタ 1 2β、可変アンプ 1 3β、力！]算器 1 4β、パワーアンプお 5β、及びスピーカ 1 6e力、らなる。
R系チャンネルの高域を再生する単位スピーカ回路 1 0fは、ハイパスフィルタ 1 2f、可 変アンプ 1 3f、加算器 1 4f、パワーアンプ 1 5f、及びスピーカ 1 6fからなる。 ここで、可変アンプ 1 3a〜1 3fは、制御部 1 8から出力された制御信号に基づいて調 整される。制御部 1 8は、特に高域のビーム化を防いで無指向性となるように各スピ 一力 1 6a~ 1 6fから音声を出力させるために、ベッセル関数を用いて演算した結果に 基づいた制御信号を出力する。 端子 1 1 Cから入力された Cチャンネルの音声信号は、可変アンプ 1 3a~ 1 3fに送ら れる。また、端子 1 1 Lから入力された L系チャンネルの音声信号は、ハイパスフィルタ 1 2a、パンドパスフィルタ 1 2b、ローパスフィルタ 1 2cに送られる。さらに、端子 1 1 Rか ら入力された R系のチャンネルの音声信号は、ローパスフィルタ 1 2d、バンドパスフィ ノレタ 1 2e、 /、ィ /《スフイレタ 1 2fiこ送られる。 単位スピーカ回路 1 Oaにおいて、ハイパスフィルタ 1 2aから出力された L系チャンネ ルの音声信号の高域成分と、可変アンプ 1 3aでベッセル関数に基づいて信号処理さ れた Cチャンネルの音声信号は、加算器 1 4aで加算され、パワーアンプお 5aで増幅さ れて、スピーカ 1 6aから出力される。 単位スピーカ回路 1 0bにおいて くンドパスフィルタ 1 2bから出力された L系チャン ネルの音声信号の中域成分と、可変アンプ 1 3bでベッセル関数に基づいて信号処理 された Cチャンネルの音声信号は、加算器 1 4bで加算され、パワーアンプ 1 5bで増幅 されて、スピーカ 1 6bから出力される。 単位スピーカ回路 1 Ocにおいて、ローパスフィルタ 1 2cから出力された L系チャンネ ルの音声信号の低域成分と、可変アンプ 1 3cでベッセル関数に基づいて信号処理さ れた Cチャンネルの音声信号は、加算器 1 4cで加算され、パワーアンプ 1 5cで増幅さ れて、スピーカ 1 6cから出力される。 単位スピーカ回路 1 Odにおいて、ローパスフィルタ 1 2dから出力された R系チャンネ ルの音声信号の低域成分と、可変アンプ 1 3dでベッセル関数に基づいて信号処理さ れた Cチャンネルの音声信号は、加算器 1 4dで加算され、パワーアンプ 1 5dで増幅さ れて、スピーカ 1 6dから出力される。 単位スピーカ回路 1 Oeにおいて、パンドパスフィルタ 1 2eから出力された R系チャン ネルの音声信号の中域成分と、可変アンプ 1 3eでベッセル関数に基づいて信号処理 された Cチャンネルの音声信号は、加算器 1 4eで加算され、パワーアンプ 1 5eで増幅 されて、スピーカ 1 6eから出力される。 単位スピーカ回路 1 Ofにおいて、ハイパスフィルタ 1 2fから出力された R系チャンネ ルの音声信号の高域成分と、可変アンプ 1 3fでベッセル関数に基づいて信号処理さ れた Cチャンネルの音声信号は、加算器 1 4fで加算され、パワーアンプ 1 5fで増幅さ れて、スピーカ 1 6fから出力される。 このように構成したスピーカアレイ 1でステレオ音声やサラウンド音声をステレオ化 して再生することで、 L系チャンネル及び R系チャンネルの定位の分離感が確保され、 さらに、高域の音声がビーム化せずに自然なステレオ感を得ることができる。 次に、スピーカ装置において、 Cチャンネルの音声について、図 1 Aに示したようにべ ッセルアレイを適用しない場合には、高域く中域く低域となるように再生領域を設定 すると良い。図 2は、スピーカアレイに設定する音声再生領域の配置図である。例え ば、図 2Aに示すように、スピーカ装置 2において、スピーカアレイ 27の中央部に高域 の再生領域 27hを割り当て、その周囲に中域の再生領域 27mを割り当て、さらにそ の周囲に低域の再生領域 27Iを割り当てる。このとき、各帯域の指向性の整合をとる ために、各再生領域に割り当てるスピーカ数を、高域になるにしたがって少なくする。 これにより、 Cチャンネルの音声についても、高域がビーム化せずに中央に定位させ ること力《できる。 このとき、ステレオ音声として再生する他のサラウンド音声、つまり、 L系（L' SL)チ ヤンネル及び R系（R- SR)チャンネルについては、図 1 Aに示した領域配置と同様に、 スピーカアレイの外側 (端部側)から中心側へかけて、高域、中域、低域の順に再生 領域を割り当てるようにすると良い（図 2B参照）。 ここで、スピーカ装置 2は、スピーカアレイ 27において、 Cチャンネルの音声信号を 図 2Aに示したように分割した再生領域で再生し、 L系チャンネル及び R系チャンネル の音声信号を図 2Bに示したように分割した再生領域で再生する。そのため、図 2Cに 示すように、 L' R系チャンネルの低域再生領域は、 Cチャンネルの高域 ·中域'低域 の各再生領域となる。また、し R系チャンネルの中域再生領域は、 Cチャンネルの中 域'低域の再生領域となる。さらに、レ R系チャンネルの高域再生領域は、 Cチャンネ ルの低域の再生領域となる。したがって、スピーカ装置 2の回路構成は図 3に示すよ うな構成となる。図 3は、図 1とは異なるスピーカ装置の回路構成図である。 図 3に示すように、スピーカ装置 2は、単位スピーカ回路 20a〜20lをそれぞれ複数 備えている。またスピーカ装置 2は、 Cチャンネルの音声信号を入力する端子 21 C、 L 系（L' SL)チャンネルの音声信号を入力する端子 21し及び R系（R' SR)チャンネル の音声信号を入力する端子 21 Rを備えている。スピーカ装置 2は、これらの端子から 入力された音声信号を各単位スピーカ回路 20aから 20Iで処理し、スピーカアレイ 27 を構成する各スピーカ 26a〜26lに出力させる。 ここで、各単位スピーカ回路は、 Cチャンネルの音声信号を再生する単位スピーカ 回路について着目した場合、その数量が、
(20f+20g) < (20c+20e+ 20h + 20j) < (20a + 20b+20d + 20i + 20k+20 I)
となるように構成されている。 また、各単位スピーカ回路は、 L系チャンネル及び R系チャンネルの音声信号を再 生する単位スピーカ回路について着目した場合、その数量が、
20a = 20K (20b+ 20c) = (20j + 20k) < (20d + 20e+ 20f) = (20g+ 20h+ 20i)
となるように構成されている。
L系チャンネルの高域と Cチャンネルの低域とを再生する単位スピーカ回路 20aは、 ハイパスフィルタ 22a、ローパスフィルタ 23a、加算器 24a、パワーアンプ 25a、及び スピーカ 26aからなる。
L系チャンネルの中域と Cチャンネルの低域とを再生する単位スピーカ回路 20bは、 中域用のバンドパスフィルタ 22b、ローパスフィルタ 23b、加算器 24b、パワーアンプ 25b、及びスピーカ 26bからなる。 L系チャンネルの中域と Cチャンネルの中域とを再 生する単位スピーカ回路 20cは、中域用のバンドパスフィルタ 22c、中域用のパンド パスフィ^タ 23c、力！]算器 24c、パワーアンプ 25c、及びスピーカ 26cからなる。
L系チャンネルの低域と Cチャンネルの低域とを再生する単位スピーカ回路 20dは、 ローパスフィルタ 22d、ローパスフィルタ 23d、加算器 24d、パワーアンプ 25d、及び スピーカ 26dからなる。 L系チャンネルの低域と Cチャンネルの中域とを再生する単位 スピーカ回路 20eは、ローパスフィルタ 22β、中域用のバンドパスフィルタ 23e、加算 器 24e、パワーアンプ 25e、及びスピーカ 26eからなる。 L系チャンネルの低域と Cチ ヤンネルの高域とを再生する単位スピーカ回路 20fは、ローパスフィルタ 22f、ハイパ スフィルタ 23f、加算器 24f、パワーアンプ 25f、及びスピーカ 26fからなる。
R系チャンネルの低域と Cチャンネルの高域とを再生する単位スピーカ回路 20gは、 口一パスフィルタ 22g、ハイパスフィルタ 23g、加算器 24g、パワーアンプ 25g、及び スピーカ 26gからなる。 R系チャンネルの低域と Cチャンネルの中域とを再生する単 位スピーカ回路 20hは、ローパスフィルタ 22h、中域用のパンドパスフィルタ 23h、加 算器 24h、パワーアンプ 25h、及びスピーカ 26hからなる。 R系チャンネルの低域と C チャンネルの低域とを再生する単位スピーカ回路 20iは、ローパスフィルタ 22i、ロー パスフィルタ 23i、加算器 24i、パワーアンプ 25i、及びスピーカ 26iからなる。
R系チャンネルの中域と Cチャンネルの中域とを再生する単位スピーカ回路 20jは、 中域用のバンドパスフィルタ 22j、中域用のパンドパスフィルタ 23j、加算器 24j、パヮ 一アンプ 25j、及びスピーカ 26jからなる。 R系チャンネルの中域と Cチャンネルの低 域とを再生する単位スピーカ回路 20kは、中域用のバンドパスフィルタ 22k、ローバ スフィルタ 23k、加算器 24k、パワーアンプ 25k、及びスピーカ 26kからなる。
R系チャンネルの高域と Cチャンネルの低域とを再生する単位スピーカ回路 201は、 ハイパスフィルタ 221、ローパスフィルタ 231、加算器 241、パワーアンプ 251、及びスピ 一力 261からなる。 ここで、スピーカアレイ 2において、単位スピーカ回路の 20aと 20し 20bと 20k、 20 cと' 20j、 20dと 20i、 20eと 20h、 20fと 20gはそれぞれ同じ構成であるため、以下の 説明では、一方の単位スピーカ回路の記号の後に他方の単位スピーカ回路の記号 をかっこ書きにして表記する。 端子 21 Cから入力された Cチャンネルの音声信号は、各フィルタ 23a〜23lに送ら れる。また、端子 21 Lから入力された L系チャンネルの音声信号は、各フィルタ 22a 〜22fに送られる。さらに、端子 21 Rから入力された R系のチャンネルの音声信号は、 各フイリレタ 22g〜22l〖こ送られる。 単位スピーカ回路 20a (20l)において、ハイパスフィルタ 22a (22l)から出力された L(R)系チャンネルの音声信号の高域成分と、ロー/ スフィルタ 23a (231)から出力さ れた Cチャンネルの音声信号の低域成分は、加算器 24a (241)で加算され、パワー アンプ 25a (25l)で増幅されて、スピーカ 26a (26l)から出力される。 単位スピーカ回路 20b(20k)において、パンドパスフィルタ 22b(22k)から出力さ れた L(R)系チャンネルの音声信号の中域成分と、ローパスフィルタ 23b(23k)から 出力された Cチャンネルの音声信号の低域成分は、加算器 24b(24k)で加算され、 パワーアンプ 25b(25k)で増幅されて、スピーカ 26b(26k)から出力される。 単位スピーカ回路 20c(20j)において、パンド/ スフィルタ 22c(22j)から出力され た L(R)系チャンネルの音声信号の中域成分 パンドパスフィルタ 23c(23j)から出 力された Cチャンネルの音声信号の中域成分は、加算器 24c(24j)で加算され、パヮ 一アンプ 25c(25j)で増幅されて、スピーカ 26c(26j)から出力される。 単位スピーカ回路 20d (20i)において、ローノ スフィルタ 22d (22i)から出力された L(R)系チャンネルの音声信号の低域成分と、ローパスフィルタ 23d (23i)から出力さ れた Cチャンネルの音声信号の低域成分は、加算器 24d (240で加算され、パワー アンプ 25d (25i)で増幅されて、スピーカ 26d (26i)から出力される。 単位スピーカ回路 20e(20h)において、ローパスフィルタ 22e(22h)から出力され た L(R)系チャンネルの音声信号の低域成分と、バンドパスフィルタ 23e(23h)から 出力された Cチャンネルの音声信号の中域成分は、加算器 24e(24h)で加算され、 パワーアンプ 25e(25h)で増幅されて、スピーカ 26e(26h)から出力される。 単位スピーカ回路 20f(20g)において、ローパスフィルタ 22f(22g)から出力された L(R)系チャンネルの音声信号の低域成分と、ハイパスフィルタ 23f(23g)から出力 された Cチャンネルの音声信号の高域成分は、加算器 24f(24g)で加算され、パヮ 一アンプ 25f(25g)で增幅されて、スピーカ 26f(26g)から出力される。 このように構成したスピーカアレイ 2でステレオ音声やサラウンド音声をステレオ化 して再生することで、 L系チャンネル及び R系チャンネルの定位の分離感が確保され、 Cチャンネルの音声がセンタに定位し、さらに、高域の音声がビーム化せずに自然な ステレオ感を得ることができる。 なお、制御部 28は、再生するソースの種類を確認して、図外の記憶部または制御 部のメモリから、ソースに応じた再生領域の配置データを読み出して、再生領域を設 定する。 本発明の実施形態に係るスピーカ装置は、再生するソースに応じて再生領域の配 置を自動的に選択することができる。例えば、スピーカ装置 1の場合、再生するソース がステレオ音声であると、図 1 Aに示した再生領域の配置になるように各単位スピー 力回路を設定し、再生するソースが 5. 1チャンネルのサラウンド音声の場合には、図 4に示したように LFEを除く各チャンネルの音声信号をビーム化して出力するように設 定することができる。また、ユーザが図外の操作部を操作することで、図 2A、 2B、 2C に示したように再生領域を切り替えて、 5. 1チャンネルのサラウンド音声をステレオ 化して再生することができる。 なお、以上の説明では、サラウンド音声の各チャンネルをステレオ化して再生する 場合について説明したが、リアチャンネルである SLチャンネル及び SRチャンネルの 音声は、ステレオ化せずにビーム化して再生するようにしても良し、。これにより、図 4 に示したような構造の部屋にスピーカ装置を設置してサラウンド音声を再生する場合 には、サラウンド感のある音声を再生することができる。
上記実施例では、音声ソースを 3つの帯域 (高域、中域、低域)に分けているが、本 発明はこれに限定されず、音声ソースを 4つ以上の帯域に分けてもよぐまた単位ス ピー力回路の LR系チャンネル用のフィルタの通過可能な周波数帯域をスピーカァレ ィの中央部から両端部に向かって徐々に高くなるように設定してもよい。

Claims

請求の範囲
1 . マトリックス状に配置された複数のスピーカからなるスピーカアレイと、
音声ソースを複数の帯域に分割し、前記スピーカアレイを複数の再生領域に 分割して各帯域を割り当て、高域を最も小さな再生領域に割り当てる音声信号処理 手段とを備えたことを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記音声信号処理手段は、ステレオソースまたはサラウンドソースの左系チ ヤンネルと右系チャンネルとを再生する領域を、前記スピーカアレイの中央部から両 端部にかけて再生帯域が高くなるように設定するとともに、再生帯域が高くなるに連 れてスピーカの割り当て数を少なくする請求項 1に記載のスピーカ装置。
3. 前記音声信号処理手段は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタ チャンネルの音声信号に対して無指向性となるように信号処理を行う請求項 2に記載 のスピーカ装置。
4. 前記音声信号処理手段は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタ チャンネルを再生する領域を、両端部から中央部にかけて再生帯域が高くなるように 設定するとともに、再生帯域が高くなるに連れてスピーカの割り当て数を少なくする請 求項 2に記載のスピーカ装置。
5. マトリックス状に配置された複数のスピーカからなるスピーカアレイと、
各スピーカに対応してそれぞれ設けられ、ステレオソースまたはサラウンドソ ースの左右チャンネルの音声信号をフィルタする第一のフィルタを有する単位スピー 力回路と
を備え、
それぞれの単位スピーカ回路の該第一のフィルタの通過可能周波数帯域は スピーカアレイの中央部から両端部に向かって高く設定される。
6. 該第一のフィルタの帯域は高域、中域、低域に分けられ、高域のフィルタを 有する前記単位スピーカ回路の数は他の帯域のフィルタを有する前記単位スピーカ 回路の数より少ない請求項 5のスピーカ装置。
7. 該フィルタの帯域はスピーカアレイの中央部から両端部に向かって徐々に高 くなる請求項 5のスピーカ装置。
8. 前記単位スピーカ回路は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタチ ヤンネルの音声信号に対して無指向性となるように信号処理を行う請求項 5に記載 のスピーカ装置。
9. 前記単位スピーカ回路は、ステレオソースまたはサラウンドソースのセンタチ ヤンネルの音声信号をフィルタする第二のフィルタをさらに有し、単位スピーカ回路の 該第二のフィルタの通過可能周波数帯域は該両端部から該中央部に向かって高く設 定される請求項 5に記載のスピーカ装置。
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