WO2007116658A1 - スピーカ装置 - Google Patents

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WO2007116658A1
WO2007116658A1 PCT/JP2007/056052 JP2007056052W WO2007116658A1 WO 2007116658 A1 WO2007116658 A1 WO 2007116658A1 JP 2007056052 W JP2007056052 W JP 2007056052W WO 2007116658 A1 WO2007116658 A1 WO 2007116658A1
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WO
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speaker
phase
filter circuit
audio signal
sound
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/056052
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Mitsuhashi
Original Assignee
Pioneer Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Corporation filed Critical Pioneer Corporation
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Priority to US12/294,676 priority patent/US8116483B2/en
Publication of WO2007116658A1 publication Critical patent/WO2007116658A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S3/00—Systems employing more than two channels, e.g. quadraphonic
    • H04S3/002—Non-adaptive circuits, e.g. manually adjustable or static, for enhancing the sound image or the spatial distribution
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2205/00—Details of stereophonic arrangements covered by H04R5/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2205/024—Positioning of loudspeaker enclosures for spatial sound reproduction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a technical field of a speaker device having at least two speech forces having directivity in a reproduction direction of an audio signal, for example.
  • a tone Zole system speaker device is generally known as a speaker device that reproduces sound while realizing directivity in the reproduction direction of an audio signal.
  • a tone Zole system speaker device a plurality of speaker (or speaker unit) forces are separated by a fixed distance and arranged in a line in the horizontal direction (that is, in the horizontal direction).
  • the audio signal reproduced from these two loudspeakers is at a frequency corresponding to a wavelength twice as long as the certain distance.
  • the sound signal radiated laterally is canceled by the phase difference caused by a certain distance.
  • the audio signals reproduced from these two speakers are synthesized and the sound pressure level is increased.
  • Patent Document 1 it has been proposed as a method of developing the tone Zole type speaker device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2528178
  • Patent Document 2 Patent 2675388
  • Patent Document 3 Patent No. 2846363
  • Patent Document 4 Patent 3473517
  • Patent Literature 5 Patent No. 3422281
  • Patent Document 6 Patent 3422282
  • Patent Document 7 Patent 3422296
  • Patent Document 8 Patent 3205625
  • Patent Document 9 Patent 2574454 Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of, for example, the above-described problems.
  • a speaker device capable of realizing directivity in a wider frequency band in an audio signal reproduced from two speech forces. It is an issue to provide.
  • the speaker device of the present invention will be described below.
  • a speaker device of the present invention reproduces an audio signal, a first speaker that reproduces an audio signal, and is separated from the first speaker by a predetermined distance in the horizontal direction. And at least one of the first speaker and the second speaker force is based on (i) the frequency of the audio signal and (ii) the predetermined distance. And a phase change means for changing the phase of the audio signal by a predetermined amount of phase.
  • the second speaker that reproduces the audio signal has substantially the same radiation direction as that of the first speaker that reproduces the audio signal, for example, and radiates sound waves.
  • the speaker is arranged at a predetermined distance in the horizontal direction.
  • the phase change means included in at least one of the first speaker and the second speaker is based on the frequency of the ⁇ audio signal and (i) the predetermined distance.
  • the phase of the audio signal is changed by a predetermined amount.
  • the phase change means first determines a predetermined wavelength from, for example, 180 degrees ( ⁇ ) based on the wavelength corresponding to the frequency of the ⁇ audio signal and (i) a predetermined distance between the first speaker and the second speaker. A predetermined amount of phase is determined by subtracting the phase corresponding to the distance.
  • the phase change means For example, the phase of the audio signal reproduced in at least one of the first speaker and the second speaker is changed by a predetermined amount of the determined phase, for example, by advancing or delaying.
  • the phase of the audio signal reproduced in at least one of the first force and the second speaker is changed as a predetermined amount of phase, for example, by about 180 degrees ( ⁇ ) or advanced or delayed. Therefore, the phase of the sound wave radiated from the first speaker (hereinafter referred to as “first sound wave” as appropriate) and the phase of the sound wave radiated from the second speaker (hereinafter referred to as “second sound wave” as appropriate). For example, a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ) occurs.
  • the predetermined distance between the first speaker and the second speaker is approximately a quarter of the wavelength corresponding to the frequency of the audio signal
  • at least one of the first speaker and the second speaker The phase of the audio signal reproduced at is changed by advancing or delaying, for example, about 90 degrees ( ⁇ 2) as a predetermined amount of phase. Therefore, for example, a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ) is generated between the phase of the first sound wave radiated from the first speaker and the phase of the second sound wave radiated from the second speaker.
  • phase of the audio signal reproduced in step S1 is advanced or delayed, that is, not changed, as a predetermined amount of phase, for example, about 0 degree. Therefore, a phase difference of, for example, about 180 degrees ( ⁇ ) occurs between the phase of the first sound wave emitted from the first speaker and the phase of the second sound wave emitted from the second speaker.
  • the second sound wave radiated is based on a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ), for example, and cancels out!
  • the sound pressure level corresponding to this frequency can be made almost zero. is there.
  • the sound pressure level of the synthesized sound wave composed of the first sound wave and the second sound wave is maintained at a normal level with little or no influence of sound wave interference. Ru .
  • the sound pressure level of either the first sound wave or the second sound wave has little or no influence of sound wave interference. Maintained at a level of.
  • the sound pressure level of the sound wave radiated from the first speaker and the second speaker is in the horizontal direction (horizontal direction), that is, in either the right direction or the left direction. , Make it relatively low.
  • (0 front direction and (ii) one of right side direction and left side direction are made relatively high. Therefore, the sound wave radiated by the first speaker and the second speaker is It is possible to maintain the directivity appropriately.
  • the phase change unit may be configured such that (i) the frequency of the audio signal and the second audio signal is a wavelength that is approximately twice as long as the predetermined distance.
  • the predetermined amount is decreased as the frequency approaches the corresponding reference frequency, and (ii) the predetermined amount is increased as the frequency of the audio signal or the second audio signal moves away from the reference frequency.
  • phase difference for example, a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ) is given to the phase of the audio signal reproduced by the first speaker and the phase of the audio signal reproduced by the second speaker force. Therefore, it is possible to clearly and appropriately define the phase characteristics indicating the amount of phase change determined by using the frequency as a parameter in the phase changing means based on the comparison between the frequency and the reference frequency.
  • This reference frequency can be defined with high accuracy based on the speed of sound in the air.
  • the phase changing means may correspond to a wavelength whose frequency of the audio signal and the second audio signal is twice as long as the predetermined distance.
  • the predetermined amount is set to substantially zero.
  • phase difference for example, a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ) is given to the phase of the audio signal reproduced by the first speaker and the phase of the audio signal reproduced by the second speaker force. Therefore, it is possible to clearly and appropriately define the phase characteristics in the phase changing means based on the reference frequency.
  • the phase changing means may be configured so that the predetermined distance of 2
  • the reference frequency corresponding to the double wavelength is set to a predetermined range (“200 to 3 k” Hz) corresponding to the human voice.
  • the sound pressure level of the sound wave radiated by the first speaker and the second speaker in a predetermined range corresponding to human voice, such as 200 to 3k (Hz), is In any one of the lateral direction, that is, the right side direction and the left side direction, it is possible to make the radiated sound wave appropriately maintain directivity by making it relatively low.
  • the phase changing means is a sound of a synthesized sound wave obtained by synthesizing the first sound wave radiated from the first speaker and the second sound wave radiated from the second speaker. Based on the pressure level, the phase is changed by the predetermined amount (approximately 90 degrees).
  • the sound pressure level of the synthesized sound wave radiated in the front direction orthogonal to the horizontal direction can be defined based on a predetermined amount of phase difference.
  • the synthesized sound wave (sound pressure level: +3 (dB: decibel)) when the predetermined amount of phase difference is approximately 90 degrees is the level of the first sound wave and the second sound wave.
  • the sound pressure level can be reduced to about 3 (dB).
  • the phase changing means includes an inductor (coil).
  • a filter circuit including a capacitor.
  • the phase changing means includes an inductor (coil).
  • an all-pass filter circuit including a capacitor.
  • the phase changing means (i) a primary filter circuit that changes the phase of a first angle (for example, 180 degrees) with respect to the audio signal, and (Ii)
  • It includes at least one of secondary filter circuits that change the second audio signal by a phase of a second angle (for example, 360 degrees).
  • the resonance frequency may be 90 degrees
  • the resonance frequency may be 180 degrees.
  • the phase change means includes: (i) a dual that maintains a dual relationship with the secondary filter circuit in addition to or instead of the primary filter circuit. It may be configured to include a secondary filter circuit, or (ii) a dual primary filter circuit that maintains a dual relationship with the primary filter circuit in addition to or instead of the secondary filter circuit. Yes.
  • the “dual relationship” means a relationship having a configuration in which an inductor and a capacitor are interchanged in the primary filter circuit, and in series in the secondary filter circuit. This means a configuration in which the resonant circuit and the parallel resonant circuit are interchanged.
  • At least one of the first speaker and the second speaker has the one phase changing means corresponding to one audio signal
  • At least the other of the first speaker and the second speaker has the other phase change means corresponding to the other audio signal.
  • the first direction in the lateral direction that is, the right direction or the left direction (for example, the second speaker side).
  • the first sound wave radiated from the sound force ie, the first sound wave corresponding to one sound signal
  • the second sound wave radiated from the second speaker ie, the second sound wave corresponding to one sound signal.
  • the sound wave is canceled based on a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ), for example, and the sound pressure level corresponding to this frequency can be made almost zero.
  • the first sound wave ie, the first sound wave corresponding to one sound signal
  • the second sound wave ie, the second sound wave corresponding to one sound signal
  • the sound pressure level of the synthesized sound wave is maintained at a normal level (based only on the phase difference of the sound signal) with little or no effect of sound wave interference.
  • the right side direction or the left side direction for example, At the first speaker side, the first sound wave (that is, the first sound wave corresponding to one audio signal).
  • the sound pressure level is maintained at a normal level with little or no sonic interference effects.
  • the sound pressure level of the radiated sound wave (that is, the first sound wave and the second sound wave corresponding to one sound signal) is any of the horizontal direction, that is, the right direction and the left direction. In either direction (for example, the second speaker side), make it relatively low. In addition, (i) the front direction and (ii) any one of the right side direction and the left side direction are made relatively high. Accordingly, the directivity can be appropriately maintained in the sound waves radiated from the first speaker and the second speaker (that is, the first sound wave and the second sound wave corresponding to one sound signal).
  • the first spin in the horizontal direction that is, the right direction or the left direction (for example, the first speaker side).
  • the first sound wave radiated from the force (ie, the first sound wave corresponding to another sound signal) and the second sound wave radiated from the second sound force ie, the second sound wave corresponding to the other sound signal.
  • the sound wave is canceled based on a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ), for example.
  • the sound pressure level corresponding to this frequency can be made almost zero.
  • the first sound wave (that is, the first sound wave corresponding to another sound signal) and the second sound wave (that is, the second sound wave corresponding to another sound signal) are synthesized.
  • the sound pressure level of the synthesized sound wave is maintained at a normal level with little or no influence of sound wave interference (only based on the phase difference of the sound signal).
  • the sound pressure level of the second sound wave that is, the second sound wave corresponding to another sound signal
  • the sound pressure level of the radiated sound wave (that is, the first sound wave and the second sound wave corresponding to another sound signal) is any of the horizontal direction, that is, the right direction and the left direction. In either direction (for example, the first speaker side), make it relatively low. In addition, (i) the front direction and (ii) any one of the right side direction and the left side direction are made relatively high. Therefore, sound waves radiated from the first speaker and the second speaker (i.e., other The directivity can be appropriately maintained in the first sound wave and the second sound wave corresponding to the audio signal.
  • the phase changing means is a digital filter circuit.
  • the first speaker and the second speaker have substantially the same reproduction direction and are arranged side by side in the horizontal direction.
  • a sound absorbing material is further provided near the outside of the second speaker.
  • the sound pressure level of the sound wave radiated by the first speaker and the second speaker based on the sound absorbing material provided near the outside of the first speaker and the second speaker is In the lateral direction, that is, in either the right side direction or the left side direction, it is possible to make the radiated sound wave appropriately directivity by making it relatively low.
  • the reproduction direction of the first speaker differs from the reproduction direction of the second speaker by approximately 90 degrees.
  • the sound wave radiated by the first speaker and the second speaker is based on the second speaker arranged so that the reproduction direction differs from the reproduction direction of the first speaker by approximately 90 degrees.
  • the sound pressure level in the horizontal direction that is, in either the right direction or the left direction, can be made relatively low so that the radiated sound wave can maintain the directivity appropriately. It is.
  • the first speaker, the second speaker, and the phase changing means are provided. Therefore, the sound pressure level of the sound wave radiated by the first speaker and the second speaker is either in the horizontal direction, that is, in the right direction or the left direction. In one direction, it is possible to make it relatively low and to keep the directivity appropriately in the emitted sound wave.
  • FIG. 1 is a block diagram (FIG. 1 (a)) schematically showing the basic configuration of the speaker device according to the present embodiment, and a schematic diagram (FIG. 1 (b)) schematically showing the arrangement of the speaker device. It is.
  • FIG. 2 A circuit diagram (FIG. 2 (a)) schematically showing the configuration of the primary filter circuit according to the present embodiment, and a graph (FIG. 2 (2)) schematically showing the phase characteristics of the primary filter circuit. b)).
  • FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the secondary filter circuit according to the present embodiment (FIG. 3 (a)), and a graph schematically showing the phase characteristics of the secondary filter circuit (FIG. 3 ( b)).
  • FIG. 4 is a graph showing a specific example of a phase characteristic indicating a change amount of a phase determined by using a frequency as a parameter according to the present embodiment.
  • FIG. 5 A graph showing a specific example of the phase characteristic according to this embodiment (FIG. 5 (a)) and the basic principle of changing the phase by 180 degrees in the phase characteristic according to this embodiment. This is a schematic diagram (Fig. 5 (b)).
  • FIG. 6 A graph showing a specific example of the phase characteristics according to this embodiment (FIG. 6 (a)), and the basic principle of changing the phase by 90 degrees in the phase characteristics according to this embodiment. This is a schematic diagram (Fig. 6 (b)).
  • FIG. 7 A graph (FIG. 7 (a)) showing a specific example of the phase characteristic according to the present embodiment and the basic principle when the phase is not changed in the phase characteristic according to the present embodiment. This is a schematic diagram (Fig. 7 (b)).
  • FIG. 8 is a graph showing another specific example of the phase characteristic indicating the amount of phase change determined by using the frequency as a parameter according to the present embodiment.
  • FIG. 9 A graph (FIG. 9 (a)) showing the relationship between the angle of the directivity direction in which sound is emitted, the frequency, and the sound pressure level according to the present embodiment, and the sound according to the present embodiment.
  • Fig. 9 (b) shows the relationship between pressure level and frequency.
  • FIG. 10 A graph (FIG. 10 (a)) showing the relationship between the angle of the directivity direction in which sound radiates and the frequency according to the comparative example, and the sound pressure level and the frequency according to the comparative example. The graph shows the relationship (Fig. 10 (b)).
  • FIG. 11 is a block diagram (FIGS. 11 (a) and 11 (b)) schematically showing one and other basic configurations of a speaker device according to another embodiment (part 1).
  • FIG. 12 is a graph schematically showing a synthesized phase characteristic in a filter circuit provided in a speaker device according to another embodiment (part 1).
  • FIG. 13 is a block diagram schematically showing another basic configuration of another embodiment (part 1) of such a speaker device.
  • FIG. 14 is a block diagram schematically showing another basic configuration of another embodiment (part 2) of such a speaker device.
  • FIG. 15 is a block diagram schematically showing another basic configuration of another embodiment (part 3) of the speaker device.
  • FIG. 16 is a block diagram schematically showing another basic configuration of another embodiment (part 4) of the speaker device.
  • FIG. 17 is a schematic diagram schematically showing an application example of such a speaker device according to another embodiment (part 4).
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of the speaker device according to the present embodiment.
  • the speaker device SP reproduces an audio signal and radiates sound waves, a first speaker SP1 that reproduces sound waves and radiates sound waves.
  • the apparatus includes a two-speaker SP2, a primary filter circuit APF1 connected to the first speaker SP1, and a secondary filter circuit APF2 connected to the second speaker SP2.
  • the first speaker SP1 and the second speaker SP2 may have an amplifier inside or outside.
  • the primary filter circuit APF1 and the secondary filter circuit APF2 constitute a specific example of the phase changing means according to the present invention.
  • the first speaker SP1 and the second speaker SP2 housed in one housing are arranged side by side in the horizontal direction.
  • the first speaker SP1 and the second speaker SP2 are separated by a predetermined distance “L” in the horizontal direction. And the radiation direction of the synthesized sound wave of the sound wave radiated from the first speaker and the sound wave radiated from the second speaker is a direction substantially intersecting with the horizontal direction.
  • the first speaker SP1 and the second speaker SP2 may be stored in two housings, respectively.
  • the sound pressure level of the radiated sound wave from the first speaker SP1 and the second speaker force SP2 is in the lateral direction (horizontal direction).
  • the objective is to make it relatively low in either the right direction or the left direction (for example, the second speaker SP2 side).
  • it is intended to make it relatively high in (i) the front direction and (ii) one of the right side direction and the left side direction.
  • the main purpose is to properly maintain the directivity of the emitted sound wave.
  • FIG. 2 is a circuit diagram (FIG. 2 (a)) schematically showing the configuration of the primary filter circuit according to the present embodiment, and a graph schematically showing the phase characteristics of the primary filter circuit (FIG. Figure 2 (b)).
  • FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the secondary filter circuit according to the present embodiment (FIG. 3 (a)), and a graph schematically showing the phase characteristics of the secondary filter circuit (FIG. 3 ( b)
  • FIG. 2 is a circuit diagram (FIG. 2 (a)) schematically showing the configuration of the primary filter circuit according to the present embodiment, and a graph schematically showing the phase characteristics of the secondary filter circuit (FIG. 3 ( b)
  • the primary filter circuit APF1 may be a primary all-pass filter including an inductor (coil) or a capacitor (capacitor).
  • this primary filter circuit APF1 has a constant amplitude characteristic (for example, “0 (dB)”), and (i) the amount of phase change is a reference angular frequency “ ⁇ ⁇ ⁇ '' is ⁇ -90 (degrees) '', and (ii) when the amount of phase change exceeds the reference angular frequency ⁇ ⁇ ⁇ '', it will be ⁇ -180 (degrees) '' Has characteristics.
  • This primary filter circuit APF1 is applied to the first speaker SP1, for example.
  • the secondary filter circuit APF2 is a grid type analog circuit including an inductor (coil) or a capacitor (capacitor). It may be a filter.
  • this second-order filter circuit APF2 has a constant amplitude characteristic (for example, "0 (dB)"), and (i) the amount of phase change is the reference angular frequency. “ ⁇ ⁇ ” is “ ⁇ 180 (degrees)”, and (ii) phase change amount force It has a physical characteristic of “ ⁇ 360 (degrees)” beyond this standard.
  • This second-order filter circuit APF2 is applied to the second speaker SP2, for example.
  • the phase characteristics of the speaker device are designed based on the following four conditions.
  • the first condition is that the sound pressure level of the radiated sound wave is reduced only in one of the horizontal direction (horizontal direction), that is, the right direction and the left direction.
  • the second condition is that the phase difference in the horizontal direction is brought close to “180 (degrees)” (ie, opposite phase).
  • the third condition is that the phase difference in the front direction is hardly or completely generated. In other words, the disturbance or loss of the sound pressure level in the front direction is within a predetermined allowable range (about “3 (dB)”). It is necessary to fit.
  • the fourth condition is to satisfy the second condition while minimizing the disturbance or loss of the sound pressure level in the front direction in the third condition.
  • the phase changing means according to the present invention can be realized by a digital filter circuit. As a result, the desired phase characteristic can be realized while improving the approximation accuracy based on the digital filter circuit.
  • FIG. 4 is a graph showing a specific example of the phase characteristic indicating the amount of change in the phase determined using the frequency as a parameter according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a graph (FIG. 5 (a)) showing a specific example of the phase characteristic according to the present embodiment, and the basic principle when the phase is changed by 180 degrees in the phase characteristic according to the present embodiment.
  • Fig. 5 is a schematic diagram (Fig. 5 (b)).
  • FIG. 6 is a graph (FIG. 6 (a)) showing a specific example of the phase characteristic according to the present example, and the basic principle when the phase is changed by 90 degrees in the phase characteristic according to the present example.
  • Fig. 6 is a schematic diagram (Fig. 6 (b)).
  • FIG. 7 is a graph (FIG. 7 (a)) showing a specific example of the phase characteristics according to the present embodiment, and the basic principle when the phase is not changed in the phase characteristics according to the present embodiment. It is the schematic diagram shown (Fig. 7 (b)).
  • the nonlinear curve indicating the amount of change in phase with the frequency as a parameter is at least at the reference frequency (eg, 1.75 (kHz)). It is specified that the amount of change takes a value of 0 degrees.
  • the reference frequency according to the present embodiment means a frequency that can be defined based on the speed of sound in the air and that corresponds to a wavelength that is approximately twice as long as a predetermined distance.
  • the amount of phase change decreases as the frequency approaches the reference frequency, and the amount of phase change increases as the frequency moves away from the reference frequency force.
  • the frequency of the audio signal is, for example, a frequency of about 200 (Hz) (see point "P1"), and the frequency of the audio signal
  • the phase of the audio signal reproduced on at least one of the first speaker and the second speaker is set to about 180 degrees ( ⁇ ), for example. Change it by moving it forward or delaying it.
  • the wavelength of the first sound wave radiated from the first speaker (see “Sound 1”) corresponding to the frequency of the sound signal, and the sound
  • the wavelength of the second sound wave (see “Sound 2”) that corresponds to the frequency of the signal and is emitted from the second speaker is compared with the predetermined distance “L” between the first force SP1 and the second speaker SP2.
  • the phase of the audio signal reproduced in at least one of the first speaker and the second speaker is advanced or delayed by, for example, about 180 degrees ( ⁇ ), etc. And change it.
  • the phase of the first sound wave radiated from the first speaker and the second force are radiated in the lateral direction (horizontal direction), that is, in either the right direction or the left direction.
  • a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ) occurs with the phase of the second sound wave.
  • the predetermined distance “L” between the first speaker SP1 and the second speaker SP2 corresponds to the frequency of the audio signal, and the first speaker force is also radiated.
  • the wavelength of the first sound wave (see “Sound 1”) and the wavelength of the second sound wave (see “Sound 2”) emitted from the second speaker corresponding to the frequency of the audio signal.
  • the phase of the audio signal reproduced on at least one of the first speaker and the second speaker is changed, for example, by advancing or delaying by about 90 degrees ( ⁇ 2).
  • a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ) occurs.
  • the frequency of the audio signal is a reference frequency such as about 1750 (Hz) (see point "P3"), for example, the first speaker
  • the phase of the audio signal reproduced in at least one of the second speaker and the second speaker is advanced or delayed, that is, not changed by, for example, about 0 degree.
  • the predetermined distance “L” between the first speaker SP1 and the second speaker SP2 corresponds to the frequency of the audio signal, and the first speaker force is also radiated. 1st sound It is approximately half the wavelength of the wave (see “Sound 1”) and the wavelength of the second sound wave (see “Sound 2”) emitted from the second speaker, corresponding to the frequency of the audio signal.
  • the phase of the audio signal reproduced on at least one of the first speaker and the second speaker is advanced or delayed, that is, not changed by, for example, about 0 degree.
  • a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ) occurs with the phase of the sound wave.
  • the second sound wave radiated is based on a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ), for example, and cancels out!
  • the sound pressure level corresponding to this frequency can be made almost zero. is there.
  • the sound pressure level of the combined sound wave of the first sound wave and the second sound wave is influenced by sound wave interference (only based on the phase difference of the sound signal). Maintains normal levels with little or no.
  • the sound pressure level of either the first sound wave or the second sound wave is almost or completely affected by the sound wave interference. Not maintained at normal level.
  • the sound pressure level of the radiated sound wave is one of the horizontal direction (horizontal direction), that is, the right direction and the left direction. In the direction of, make it relatively low. At the same time, it is made relatively high in (i) the front direction and (ii) one of the right side direction and the left side direction. Therefore, the directivity can be appropriately maintained in the first sound force and the sound wave radiated from the second speaker.
  • FIG. 8 is a graph showing another specific example of the phase characteristic indicating the amount of phase change determined by using the frequency as a parameter, according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a graph (FIG. 9 (a)) showing the relationship between the angle of the directivity direction in which sound radiates, the frequency, and the sound pressure level according to the present embodiment, and according to the present embodiment.
  • a graph showing the relationship between sound pressure level and frequency (Fig. 9 ( b)).
  • FIG. 10 is a graph (FIG.
  • FIGS. 9 and 10 “+ (plus)” (or “one (minus)”) indicates the right and left sides relative to the horizontal direction in which the first speaker and the second speaker are arranged. It is defined as 1 mm based on either direction.
  • the phase characteristics in the phase changing means according to the present embodiment are defined.
  • the dotted line in Fig. 8 shows the target theoretical phase characteristics.
  • the theoretical phase characteristic that is the target is the disturbance of the sound pressure level in the direction that differs by 90 degrees from the horizontal direction in which the first speaker SP1 and the second speaker SP2 are horizontally arranged, the so-called front direction. It is specified to be within 3 (dB).
  • the solid line in FIG. 8 shows the phase characteristics that were actually realized. Note that the phase characteristics that were actually realized were that the predetermined distance “L” between the first speaker SP1 and the second speaker SP2 was “10 (cm)”.
  • the angular frequency used as a reference for the primary filter circuit “APF1”, which is an example, is 280 (Hz), and is another specific example of the phase change unit according to the present embodiment, which is the secondary filter circuit “APF2”.
  • the reference angular frequency is designed to be 1850 (Hz).
  • the apertures of the first speaker SP1 and the second speaker SP2 are both “5 (cm)”.
  • the first sound signal with a frequency of 1 (k Hz) and a force of 2 (kHz) emits sound.
  • the angle of the pointing direction is "-90 (degrees)” to "-60 (degrees)”
  • the sound pressure level is changed from “-20” to "-18”
  • the sound pressure level can be relatively lowered. Is possible.
  • the sound pressure level in the front direction for example, "+30 (degrees)” to “-30 (degrees)", for example, “-60 (degrees) ) ”To the horizontal sound pressure level such as“ -90 (degrees) ”,
  • the frequency of the audio signal is, for example, from human beings such as“ 800 (Hz) ”to“ 3 (KHz) ”. In the corresponding range, it can be confirmed that the sound pressure level in the lateral direction becomes extremely low. Needless to say, the sound pressure level in the front direction is synthesized with the first audio signal and the second audio signal.
  • the sound pressure level in the lateral direction is higher in the vicinity of the frequency of “5 (kHz)”, but is included in the frequency band in which the sound-absorbing material acts effectively, which will be described later. Therefore, it can be attenuated by the sound absorbing material.
  • the relative decrease in the sound pressure level is compared to the audio signal in a very narrow frequency band. However, it cannot be realized, and it is difficult to realize directivity for an audio signal in a relatively wide frequency band. As shown by the solid and dotted lines in FIG.
  • the sound pressure level in the front direction such as “+30 (degrees)” to “-30 (degrees)”, for example, “-60 (degrees)” to “
  • the frequency range of the audio signal corresponds to the human voice such as “800 (Hz)” to “2 (KHz)”. It can be seen that the sound pressure level force in the lateral direction becomes higher than the sound pressure level shown in FIG.
  • the frequency is 1 (kHz) and the force is 2 (kHz).
  • the sound signal has a relative sound pressure level of “-20” to “-18” when the angle in the direction of direction in which the sound radiates is “ ⁇ 90 (degrees)” to “ ⁇ 60 (degrees)”. The sound pressure level can be lowered.
  • the sound pressure level of the sound wave radiated from the first speaker and the second speaker is made relatively low in the lateral direction, that is, either the right side direction or the left side direction. It is possible to properly maintain the directivity of the emitted sound wave.
  • analog all-pass filter circuits such as primary filter circuits and secondary filter circuits designed with clarified physical conditions and physical characteristics, low-cost, small phase change means Can be realized easily.
  • FIG. 11 is a block diagram (FIGS. 11 (a) and 11 (b)) schematically showing one and other basic configurations of the speaker device according to another embodiment (part 1).
  • FIG. 12 is a graph schematically showing the synthesized phase characteristics of the filter circuit provided in the speaker device according to the other embodiment (part 1).
  • FIG. 13 is a block diagram schematically showing another basic configuration of the speaker device according to another embodiment (part 1). [0077] As shown in Fig.
  • the first speaker SP1, the second speaker Speaker SP2, primary filter circuit APF1 connected to the first speaker SP1, and dual secondary filter circuit AP F2a that has a dual relationship with the secondary filter circuit APF2 connected to the first speaker SP1 You may make it comprise.
  • the “dual relationship” according to the present embodiment specifically refers to a filter circuit having a dual relationship with the primary filter circuit, in which an inductor and a capacitor are interchanged.
  • a filter circuit having a configuration and having a dual relationship with a secondary filter circuit is a filter circuit having a configuration in which a series resonant circuit and a parallel resonant circuit are interchanged.
  • the primary filter circuit APF1 and the dual secondary filter circuit APF2a are combined and connected to the first speaker SP1, the amplitude characteristics are constant (for example, as shown in FIG. 12). “0 (dB)”), and (i) Phase change amount power is “ ⁇ 90 (degrees)” at the reference angular frequency “ ⁇ ⁇ 1”, and (ii) Phase change amount is If the angular frequency exceeds “ ⁇ ⁇ 2”, it may have a physical characteristic of “18 0 (degrees)”!
  • the first speaker SP1 the second speaker Dual primary that maintains dual relationship with SP2 and primary filter circuit APF1 connected to first speaker SP1, secondary filter circuit APF2 connected to second speaker SP2, and primary filter circuit APF1 A filter circuit APFla may be provided.
  • the first speaker SP 1 and the second speaker The power filter SP2, the primary filter circuit APF1 connected to the first speaker SP1, and the primary filter circuit APF1 connected to the second speaker SP2 may be provided.
  • FIG. 14 is a block diagram schematically showing another basic configuration of another embodiment (part 2) of the speaker device.
  • FIG. 14 is a block diagram schematically showing another basic configuration of another embodiment (part 2) of the speaker device.
  • the secondary filter circuit APF2, the sound absorbing material 1, and the sound absorbing material 2 connected to the second speaker SP2 may be provided.
  • the sound absorbing material and the sound absorbing material 2 are arranged in the lateral direction (horizontal direction).
  • the sound pressure level of the sound wave radiated from the first speaker SP1 and the second speaker SP2 is the horizontal direction (horizontal direction), that is, the right direction or the left direction. , Relatively low. At the same time, it is made relatively high in (i) the front direction and (ii) one of the right side direction and the left side direction. Accordingly, it is possible to more appropriately maintain the directivity of the sound wave radiated from the first speaker force SP1 and the second speaker SP2.
  • FIG. 15 is a block diagram schematically showing another basic configuration of the speaker device according to another embodiment (part 3).
  • a primary filter circuit APF1 connected to the first speaker SP1, the second speaker SP2, and the first speaker SP1.
  • a second-order filter circuit APF2 connected to the second speaker SP2.
  • the second speaker SP2 is arranged such that the reproduction direction of the second speaker SP2 intersects with the reproduction direction of the first speaker SP1, for example, at 90 degrees. Note that the sound pressure level gain may be further adjusted.
  • the sound waves radiated from the first speaker SP1 and the second speaker SP2 can be more appropriately maintained in directivity. Is possible.
  • FIG. 16 schematically shows another basic configuration of the speaker device according to another embodiment (part 4).
  • FIG. 17 is a schematic diagram schematically showing an application example of a speaker device according to another embodiment (part 4).
  • the first speaker SP1 for reproducing the first audio signal holding music, the first speaker holding the speech.
  • 2 Primary filter circuit APF 1 connected to 2nd speaker SP2 and 1st speaker SP1 for playback of audio signal
  • 2nd filter circuit APF2 connected to 2nd speaker SP2
  • 2nd speaker SP2 It may be configured to include a primary filter circuit APF lx and a secondary filter circuit APF2x connected to the first speaker SP 1.
  • the first sound wave corresponding to the second sound wave and the second sound wave radiated from the second speaker cancel each other based on a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ), for example.
  • the sound pressure level corresponding to this frequency can be made almost zero.
  • the first sound wave (that is, the first sound wave corresponding to music) and the second sound wave (that is, the second sound wave corresponding to music) are synthesized.
  • the pressure level is maintained at a normal level (based only on the phase difference of the audio signal) with little or no sonic interference effects.
  • the sound pressure level of the first sound wave that is, the first sound wave corresponding to music
  • the normal level is maintained with little or no interference effects.
  • the sound pressure level of the radiated sound wave (that is, the first sound wave and the second sound wave corresponding to music) is in the horizontal direction (horizontal direction). That is, it is made relatively low in either the right side direction or the left side direction (for example, the second speaker side).
  • the height is made relatively high in (i) the front direction and (ii) one of the right side direction and the left side direction. Therefore, directivity can be appropriately maintained in the sound waves radiated from the first speaker and the second speaker (that is, the first sound wave and the second sound wave corresponding to music).
  • the first sound wave radiated from the first speaker ie, the first sound wave corresponding to the speech
  • the second sound wave radiated from the second speaker immediately
  • the second sound wave corresponding to the speech cancels out based on a phase difference of about 180 degrees ( ⁇ ), for example, and the sound pressure level corresponding to this frequency can be made almost zero.
  • the sound pressure of the synthesized sound wave is composed of the first sound wave (ie, the first sound wave corresponding to the speech) and the second sound wave (ie, the second sound wave corresponding to the speech).
  • the level is maintained at a normal level (based only on the phase difference of the audio signal) with little or no sonic interference effects.
  • the sound pressure level of the second sound wave that is, the second sound wave corresponding to the speech line
  • the sound pressure level of the second sound wave is It is maintained at a normal level with little or no interference effects.
  • the sound pressure levels of the sound waves radiated from the first speaker SP1 and the second speaker SP2 are lateral (horizontal), that is, In either one of the right side direction and the left side direction (for example, the first speaker side), it is relatively lowered.
  • the height is made relatively high in (i) the front direction and (ii) one of the right direction and the left direction. Accordingly, the directivity can be appropriately maintained in the sound waves radiated from the first speaker and the second speaker (that is, the first sound wave and the second sound wave corresponding to the speech).
  • the present invention is also applicable to, for example, a speaker device in a large space such as a business concert hall or a store.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the entire specification can be modified as appropriate without departing from the gist or concept of the invention which can be read. Is also included in the technical scope of the present invention. Industrial applicability
  • the speaker device according to the present invention can be used for, for example, a speaker device having at least two speakers having directivity in the reproduction direction of an audio signal.

Abstract

　スピーカ装置は、音声信号を再生する第１スピーカ（ＳＰ１）と、音声信号を再生すると共に、第１スピーカと水平方向に所定距離だけ離れて配置される第２スピーカ（ＳＰ２）とを備え、第１スピーカ、及び第２スピーカのうちの少なくとも一方は、（i）音声信号の周波数、及び（ii）所定距離に基づいて、音声信号の位相を、所定量の位相だけ、変化させる位相変化手段（ＡＰＦ１及び２等）を有する。

Description

明 細 書
スピーカ装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば音声信号の再生方向に指向性を有する、少なくとも 2つのスピー 力を備えるスピーカ装置の技術分野に関する。
背景技術
[0002] 従来、例えば音声信号の再生方向に指向性を実現しつつ再生するスピーカ装置と して、トーンゾィレ方式のスピーカ装置が一般的に知られている。このトーンゾィレ方 式のスピーカ装置においては、複数のスピーカ（又はスピーカユニット）力 一定距離 だけ離れて、横方向（即ち、水平方向）に一列に並んで配置される。このうち、一定距 離だけ離れて配置された 2つのスピーカに着目した場合、これら 2つのスピーカから 再生される音声信号は、一定距離の 2倍の長さの波長に対応される周波数において は、横方向に放射される音波は、一定距離に起因して生じる位相差によって音声信 号が打ち消される。尚、正面方向では、これら 2つのスピーカから再生される音声信 号は、合成され、音圧レベルは高くなる。このため、正面方向の音圧レベルと、横方 向の音圧レベルとにおいて、音響のレベルに大きな差が生じることが一般的に知られ ている。また、特許文献 1等において、このトーンゾィレ方式のスピーカ装置を発展さ せた手法にっ 、て提案されて 、る。
[0003] 特許文献 1 :特許 2528178号
特許文献 2：特許 2675388号
特許文献 3：特許 2846363号
特許文献 4：特許 3473517号
特許文献 5 :特許 3422281号
特許文献 6：特許 3422282号
特許文献 7：特許 3422296号
特許文献 8：特許 3205625号
特許文献 9：特許 2574454号 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、上述した、従来のトーンゾィレ方式に基づいて、指向性を実現するス ピー力装置においては、 2つのスピーカを配置する一定距離によって、再生信号に おいて指向性を実現できる周波数の範囲 (周波数帯域）において、低域限界が生じ てしまうという技術的な問題点を有している。具体的には、 2つのスピーカの間の一定 距離の 2倍の長さの波長に対応される周波数が低域限界の周波数となってしまう。
[0005] 本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば 2つのスピー 力から再生される音声信号において、より広い周波数帯域で、指向性を実現すること が可能なスピーカ装置を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0006] (スピーカ装置）
以下、本発明のスピーカ装置について説明する。
[0007] 上記課題を解決するために、本発明のスピーカ装置は、音声信号を再生する第 1 スピーカと、前記音声信号を再生すると共に、前記第 1スピーカと水平方向に所定距 離だけ離れて配置される第 2スピーカと、を備え、前記第 1スピーカ、及び前記第 2ス ピー力のうちの少なくとも一方は、（i)前記音声信号の周波数、及び (ii)前記所定距 離に基づいて、前記音声信号の位相を、所定量の位相だけ、変化させる位相変化手 段を有する。
[0008] 本発明のスピーカ装置によれば、音声信号を再生する第 2スピーカは、音声信号を 再生する第 1スピーカと、例えば音波を放射する放射方向を略同じにすると共に、こ の第 1スピーカと水平方向に所定距離だけ離れて配置される。
[0009] 特に、本発明によれば、第 1スピーカ、及び第 2スピーカのうちの少なくとも一方に 有される、位相変化手段によって、 ω音声信号の周波数、及び (ϋ)所定距離に基づ いて、音声信号の位相を、所定量の位相だけ、変化させる。具体的には、位相変化 手段によって、先ず ω音声信号の周波数に対応される波長、及び (ϋ)第 1スピーカと 第 2スピーカとの所定距離に基づいて、例えば 180度（π )から、所定距離に対応さ れる位相を差し引いた、所定量の位相が決定される。次に、位相変化手段は、この 決定された所定量の位相の分だけ、例えば第 1スピーカ及び第 2スピーカのうち少な くとも一方において再生される音声信号の位相を、進める又は遅らせる等して変化さ せる。
[0010] より具体的には、音声信号の周波数に対応される波長が、第 1スピーカと第 2スピー 力との所定距離と比較して、例えば数倍から数百倍程度、長い場合、例えば第 1スピ 一力及び第 2スピーカのうち少なくとも一方において再生される音声信号の位相を、 所定量の位相として、例えば 180度（π )程度、進める又は遅らせる等して変化させる 。従って、第 1スピーカから放射される音波（以下、適宜「第 1音波」と称す)の位相と、 第 2スピーカから放射される音波（以下、適宜「第 2音波」と称す)の位相とに、例えば 180度（ π )程度の位相差が生じる。
[0011] 或いは、例えば第 1スピーカと第 2スピーカとの所定距離が、音声信号の周波数に 対応される波長の略 4分の 1である場合、例えば第 1スピーカ及び第 2スピーカのうち 少なくとも一方において再生される音声信号の位相を、所定量の位相として、例えば 90度（π Ζ2)程度、進める又は遅らせる等して変化させる。従って、第 1スピーカか ら放射される第 1音波の位相と、第 2スピーカから放射される第 2音波の位相とに、例 えば 180度（ π )程度の位相差が生じる。
[0012] 或いは、例えば第 1スピーカと第 2スピーカとの所定距離が、音声信号の周波数に 対応される波長の略 2分の 1である場合、例えば第 1スピーカ及び第 2スピーカのうち 少なくとも一方において再生される音声信号の位相を、所定量の位相として、例えば 0度の程度、進める又は遅らせる、即ち、変化させない。従って、第 1スピーカから放 射される第 1音波の位相と、第 2スピーカから放射される第 2音波の位相とに、例えば 180度（ π )程度の位相差が生じる。
[0013] この結果、例えば、横方向（水平方向）、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいず れか一方の方向において、第 1スピーカから放射される第 1音波と、第 2スピーカから 放射される第 2音波とは、例えば 180度（ π )程度の位相差に基づ!/、て打ち消し合!、 、この周波数に対応される音圧レベルは、殆どゼロとさせることが可能である。
[0014] 他方、正面方向においては、第 1音波と、第 2音波とが、合成された合成音波の音 圧レベルは、音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常のレベルに維持される 。また、右側方向、及び左側方向のうちいずれか他方の方向においては、第 1音波、 及び第 2音波のうちいずれか一方の音圧レベルは、音波の干渉の影響が殆ど又は 完全にない、通常のレベルに維持される。
[0015] 以上の結果、第 1スピーカ及び第 2スピーカから放射された音波の音圧レベルは、 横方向（水平方向）、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向に おいて、相対的に低くさせる。と共に、（0正面方向と、（ii)右側方向、及び左側方向 のうちいずれか一方の方向と、において、相対的に高くさせる。従って、第 1スピーカ 及び第 2スピーカによって放射される音波に、適切に指向性を保持させることが可能 である。
[0016] 本発明のスピーカ装置の一の態様では、前記位相変化手段は、（i)前記音声信号 、及び前記第 2音声信号の周波数が、前記所定距離の略 2倍の長さの波長に対応さ れる基準周波数に近づくに従って、前記所定量を小さくさせ、（ii)前記音声信号、又 は前記第 2音声信号の周波数が、前記基準周波数から離れるに従って、前記所定 量を大きくさせる。
[0017] この態様によれば、第 1スピーカによって再生される音声信号の位相と、第 2スピー 力によって再生される音声信号の位相とに、例えば 180度（ π )程度の位相差を与え るために、位相変化手段における、周波数をパラメータとして決定される位相の変化 量を示す位相特性を、周波数と、基準周波数との比較に基づいて、明確且つ適切に 定義することが可能である。尚、この基準周波数は、空気中の音速に基づいて、高精 度に規定可能である。
[0018] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記位相変化手段は、前記音声信号、及 び前記第 2音声信号の周波数が、前記所定距離の 2倍の長さの波長に対応される基 準周波数と、略等しい場合、前記所定量を略ゼロにする。
[0019] この態様によれば、第 1スピーカによって再生される音声信号の位相と、第 2スピー 力によって再生される音声信号の位相とに、例えば 180度（ π )程度の位相差を与え るために、位相変化手段における位相特性を、基準周波数に基づいて、明確且つ適 切に定義することが可能である。
[0020] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記位相変化手段は、前記所定距離の 2 倍の長さの波長に対応される基準周波数を、人の音声に対応される所定の範囲（「2 00から 3k」Hz)に設定する。
[0021] この態様によれば、例えば 200から 3k (Hz)等の、人の音声に対応される所定の範 囲において、第 1スピーカ及び第 2スピーカによって放射された音波の音圧レベルは 、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向において、相 対的に低くさせ、放射される音波に、適切に指向性を保持させることが可能である。
[0022] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記位相変化手段は、前記第 1スピーカ が放射する第 1音波と、前記第 2スピーカが放射する第 2音波とを合成した合成音波 の音圧レベルに基づいて、前記所定量の位相（略 90度)だけ変化させる。
[0023] この態様によれば、水平方向に直交する正面方向に放射される合成音波の音圧レ ベルを、所定量の位相差に基づいて、規定することが可能である。具体的には、例え ば、所定量の位相差を、略 90度とした場合の合成音波（音圧レベル : + 3 (dB :デシ ベル) )は、第 1音波と第 2音波との位相差が略 0度の合成音波 (音圧レベル： +6 (dB ) )における音圧レベルを基準として、 3 (dB)程度の、音圧レベルの低下に抑えること が可能である。
[0024] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記位相変化手段は、インダクタ（コイル）
、又はキャパシタ（コンデンサ）を含むフィルタ回路である。
[0025] この態様によれば、フィルタ回路に基づいて、低コストに、小型の位相変化手段を、 簡便に実現することが可能である。
[0026] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記位相変化手段は、インダクタ（コイル）
、又はキャパシタ（コンデンサ）を含む全域通過フィルタ回路である。
[0027] この態様によれば、全域通過フィルタ回路に基づいて、低コストに、小型、且つ、信 号の損失の少ない位相変化手段を、簡便に実現することが可能である。
[0028] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記位相変化手段は、（i)前記音声信号 に対して、第 1角度 (例えば 180度）の位相だけ変化させる 1次フィルタ回路、及び、（ii
)前記第 2音声信号に対して、第 2角度 (例えば 360度)の位相だけ変化させる 2次フィ ルタ回路のうち少なくとも一方を含む。
[0029] この態様によれば、 1次フィルタ回路、及び 2次フィルタ回路に基づいて、低コストに 、小型の位相変化手段を、簡便に実現することが可能である。尚、 1次フィルタ回路 において、共振周波数は 90度であり、 2次フィルタ回路において、共振周波数は 18 0度であるようにしてもよい。
[0030] 上述した位相変化手段に係る態様では、前記位相変化手段は、（i)前記 1次フィル タ回路に加えて、又は、代えて、前記 2次フィルタ回路と双対な関係を保持する双対 2次フィルタ回路、又は、（ii)前記 2次フィルタ回路に加えて、又は、代えて、前記 1次 フィルタ回路と双対な関係を保持する双対 1次フィルタ回路を含むように構成してもよ い。
[0031] このように構成すれば、双対な関係を保持する、双対 2次フィルタ回路、又は、双対 1次フィルタ回路に基づいて、低コストに、小型の位相変化手段を、簡便に実現する ことが可能である。ここに、本発明に係る「双対 (dual)な関係」とは、 1次フィルタ回路 においては、インダクタと、キャパシタとを入れ換えた構成を有する関係を意味すると 共に、 2次フィルタ回路においては、直列共振回路と並列共振回路を入れ換えた構 成を意味する。
[0032] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカ のうちの少なくとも一方は、一の前記音声信号に対応される一の前記位相変化手段 を有し、前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカのうちの少なくとも他方は、他の前 記音声信号に対応される他の前記位相変化手段を有する。
[0033] この態様によれば、一の位相変化手段に基づいて、横方向、即ち、右側方向、及 び左側方向のうちいずれか一方の方向（例えば、第 2スピーカの側）において、第 1ス ピー力から放射される第 1音波 (即ち、一の音声信号に対応される第 1音波）と、第 2 スピーカから放射される第 2音波 (即ち、一の音声信号に対応される第 2音波）とは、 例えば 180度（ π )程度の位相差に基づ!/、て打ち消し合 、、この周波数に対応され る音圧レベルは、殆どゼロとさせることが可能である。他方、正面方向においては、第 1音波 (即ち、一の音声信号に対応される第 1音波)と、第 2音波 (即ち、一の音声信 号に対応される第 2音波）とが、合成された合成音波の音圧レベルは、（音声信号の 位相差に基づくのみで、）音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常のレベル に維持される。また、右側方向、及び左側方向のうちいずれか他方の方向（例えば、 第 1スピーカの側）においては、第 1音波 (即ち、一の音声信号に対応される第 1音波
)の音圧レベルは、音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常のレベルに維持 される。
[0034] この結果、放射された音波 (即ち、一の音声信号に対応される第 1音波及び第 2音 波）の音圧レベルは、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方 の方向（例えば第 2スピーカの側）において、相対的に低くさせる。と共に、（i)正面方 向と、（ii)右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向と、において、相対的 に高くさせる。従って、第 1スピーカ及び第 2スピーカから放射される音波 (即ち、一の 音声信号に対応される第 1音波及び第 2音波）に、適切に指向性を保持させることが 可能である。
[0035] 概ね同様にして、他の位相変化手段に基づいて、横方向、即ち、右側方向、及び 左側方向のうちいずれか一方の方向（例えば、第 1スピーカの側）において、第 1スピ 一力から放射される第 1音波 (即ち、他の音声信号に対応される第 1音波）と、第 2ス ピー力から放射される第 2音波 (即ち、他の音声信号に対応される第 2音波）とは、例 えば 180度（ π )程度の位相差に基づ!/、て打ち消し合 、、この周波数に対応される 音圧レベルは、殆どゼロとさせることが可能である。他方、正面方向においては、第 1 音波 (即ち、他の音声信号に対応される第 1音波)と、第 2音波 (即ち、他の音声信号 に対応される第 2音波）とが、合成された合成音波の音圧レベルは、（音声信号の位 相差に基づくのみで、）音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常のレベルに 維持される。また、右側方向、及び左側方向のうちいずれか他方の方向（例えば、第 2スピーカの側）においては、第 2音波 (即ち、他の音声信号に対応される第 2音波） の音圧レベルは、音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常のレベルに維持 される。
[0036] この結果、放射された音波 (即ち、他の音声信号に対応される第 1音波及び第 2音 波）の音圧レベルは、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方 の方向（例えば第 1スピーカの側）において、相対的に低くさせる。と共に、（i)正面方 向と、（ii)右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向と、において、相対的 に高くさせる。従って、第 1スピーカ及び第 2スピーカから放射される音波 (即ち、他の 音声信号に対応される第 1音波及び第 2音波）に、適切に指向性を保持させることが 可能である。
[0037] 以上の結果、異なる複数の音声信号を再生する、第 1スピーカ SP1、及び第 2スピ 一力 SP2から放射される、複数の音声信号に対応した音波に、適切な指向性を夫々 保持させることが可能である。
[0038] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記位相変化手段は、ディジタルフィルタ 回路である。
[0039] この態様によれば、ディジタルフィルタ回路に基づ 、て、低コストに、小型の位相変 化手段を、簡便に実現することが可能である。
[0040] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカ は、再生方向を略同じにさせると共に、水平方向に並んで配置され、前記第 1スピー 力、及び前記第 2スピーカの外側付近において、吸音材を更に備える。
[0041] この態様によれば、第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカの外側付近に備えられた、 吸音材に基づいて、第 1スピーカ及び第 2スピーカによって放射された音波の音圧レ ベルは、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向におい て、相対的に低くさせ、放射される音波に、適切に指向性を保持させることが可能で ある。
[0042] 本発明のスピーカ装置の他の態様では、前記第 1スピーカの再生方向と、前記第 2 スピーカの再生方向とは、略 90度だけ異なる。
[0043] この態様によれば、再生方向が、第 1スピーカの再生方向と略 90度だけ異なるよう に配置された、第 2スピーカに基づいて、第 1スピーカ及び第 2スピーカによって放射 された音波の音圧レベルは、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれ か一方の方向において、相対的に低くさせ、放射される音波に、適切に指向性を保 持させることが可會である。
[0044] 本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から明らかにされる。
[0045] 以上説明したように、本発明のスピーカ装置によれば、第 1スピーカ、第 2スピーカ、 及び位相変化手段を備える。従って、第 1スピーカ及び第 2スピーカによって放射さ れた音波の音圧レベルは、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか 一方の方向において、相対的に低くさせ、放射される音波に、適切に指向性を保持 させることが可會である。
図面の簡単な説明
[図 1]本実施例に係るスピーカ装置の基本構成を図式的に示したブロック図（図 1 (a) )、及びスピーカ装置の配置を図式的に示した模式図（図 1 (b) )である。
[図 2]本実施例に係る 1次フィルタ回路の構成を図式的に示した回路図（図 2 (a) )、 及び 1次フィルタ回路の位相特性を図式的に示したグラフ（図 2 (b) )である。
[図 3]本実施例に係る 2次フィルタ回路の構成を図式的に示した回路図（図 3 (a) )、 及び 2次フィルタ回路の位相特性を図式的に示したグラフ（図 3 (b) )である。
[図 4]本実施例に係る、周波数をパラメータとして決定される位相の変化量を示す位 相特性の一具体例を示したグラフである。
[図 5]本実施例に係る位相特性の一具体例を示したグラフ（図 5 (a) )、及び、本実施 例に係る位相特性において、 180度だけ位相を変化させる場合の基本原理を図式 的に示した模式図（図 5 (b) )である。
[図 6]本実施例に係る位相特性の一具体例を示したグラフ（図 6 (a) )、及び、本実施 例に係る位相特性において、 90度だけ位相を変化させる場合の基本原理を図式的 に示した模式図（図 6 (b) )である。
[図 7]本実施例に係る位相特性の一具体例を示したグラフ（図 7 (a) )、及び、本実施 例に係る位相特性において、位相を変化させない場合の基本原理を図式的に示し た模式図（図 7 (b) )である。
[図 8]本実施例に係る、周波数をパラメータとして決定される位相の変化量を示す位 相特性の他の具体例を示したグラフである。
[図 9]本実施例に係る、音声が放射する指向方向の角度と、周波数と、音圧レベルと の関係を示したグラフ（図 9 (a) )、及び、本実施例に係る、音圧レベルと、周波数との 関係を示したグラフ（図 9 (b) )である。
[図 10]比較例に係る、音声が放射する指向方向の角度と、周波数との関係を示した グラフ（図 10 (a) )、及び、比較例に係る、音圧レベルと、周波数との関係を示したグ ラフ（図 10 (b) )である。 [図 11]他の実施例 (その 1)に係るスピーカ装置の一及び他の基本構成を図式的に 示したブロック図（図 11 (a)及び図 11 (b) )である。
[図 12]他の実施例（その 1)に係るスピーカ装置に備えられたフィルタ回路において、 合成された位相特性を図式的に示したグラフである。
[図 13]他の実施例（その 1)〖こ係るスピーカ装置の他の基本構成を図式的に示したブ ロック図である。
[図 14]他の実施例（その 2)〖こ係るスピーカ装置の他の基本構成を図式的に示したブ ロック図である。
[図 15]他の実施例（その 3)〖こ係るスピーカ装置の他の基本構成を図式的に示したブ ロック図である。
[図 16]他の実施例（その 4)〖こ係るスピーカ装置の他の基本構成を図式的に示したブ ロック図である。
[図 17]他の実施例 (その 4)〖こ係るスピーカ装置の応用例を図式的に示した模式図で ある。
符号の説明
[0047] SP1 第 1スピーカ
SP2 第 2スピーカ
APF1 1次フィルタ回路
APF2 2次フィルタ回路
発明を実施するための最良の形態
[0048] 以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例毎に順に図面に基づ いて説明する。
[0049] (1)本実施例に係るスピーカ装置
次に、図 1から図 3を参照して、本実施例に係るスピーカ装置について詳細に説明 する。
[0050] (1 1)基本構成
先ず、図 1を参照して、本実施例に係るスピーカ装置の基本構成について説明す る。ここに、図 1は、本実施例に係るスピーカ装置の基本構成を図式的に示したプロ ック図（図 1 (a) )、及びスピーカ装置の配置を図式的に示した模式図（図 1 (b) )であ る。
[0051] 図 1 (a)に示されるように、本実施例に係るスピーカ装置 SPは、音声信号を再生し、 音波を放射する第 1スピーカ SP1、音声信号を再生し、音波を放射する第 2スピーカ SP2、第 1スピーカ SP1に接続された 1次フィルタ回路 APF1、及び、第 2スピーカ SP 2に接続された 2次フィルタ回路 APF2を備えて構成されている。尚、第 1スピーカ SP 1、及び、第 2スピーカ SP2は、アンプ（amplifier)を内部に有していてもよいし、外部 に有していてもよい。また、 1次フィルタ回路 APF1、及び、 2次フィルタ回路 APF2に よって、本発明に係る位相変化手段の一具体例が構成されている。また、図 1 (b)に 示されるように、一つの筐体内に格納された、第 1スピーカ SP1、及び、第 2スピーカ SP2は、水平方向に並んで配置されている。第 1スピーカ SP1と、第 2スピーカ SP2と は、水平方向に、所定距離「L」だけ離れている。そして、第 1スピーカから放射される 音波と、第 2スピーカから放射される音波との合成音波の放射方向は、この水平方向 と概ね交わる方向である。尚、第 1スピーカ SP1、及び、第 2スピーカ SP2は、 2つの 筐体に夫々格納されて 、てもよ 、。
[0052] 特に、本実施例においては、図 1 (a)に示されるように、第 1スピーカ SP1及び第 2ス ピー力 SP2から、放射された音波の音圧レベルは、横方向（水平方向）、即ち、右側 方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向（例えば、第 2スピーカ SP2側）にお いて、相対的に低くさせることを目的とする。と共に、（i)正面方向と、（ii)右側方向、 及び左側方向のうちいずれか一方の方向と、において、相対的に高くさせることを目 的とする。即ち、放射される音波に、適切に指向性を保持させることを主な目的とする
[0053] (1 2)詳細構成
次に、図 2及び図 3を参照して、本実施例に係るスピーカ装置の詳細構成について 説明する。ここに、図 2は、本実施例に係る 1次フィルタ回路の構成を図式的に示した 回路図（図 2 (a) )、及び 1次フィルタ回路の位相特性を図式的に示したグラフ（図 2 (b ) )である。図 3は、本実施例に係る 2次フィルタ回路の構成を図式的に示した回路図 (図 3 (a) )、及び 2次フィルタ回路の位相特性を図式的に示したグラフ（図 3 (b) )であ る。
[0054] 図 2 (a)に示されるように、 1次フィルタ回路 APF1は、インダクタ（コイル）、又はキヤ パシタ（コンデンサ）を含んだ 1次の全域通過フィルタであるようにしてもよい。この 1次 フィルタ回路 APF1は、図 2 (b)に示されるように、振幅特性が一定 (例えば「0 (dB)」） であり、（i)位相の変化量が、基準となる角周波数「ω η」において「-90 (度)」であり、 ( ii)位相の変化量が、この基準となる角周波数「ω η」を超えると、「-180 (度)」となる物 理的な特性を有する。この 1次フィルタ回路 APF1を、例えば第 1スピーカ SP1に適 用する。
[0055] 他方、図 3 (a)に示されるように、 2次フィルタ回路 APF2は、インダクタ（コイル）、又 はキャパシタ (コンデンサ）を含んだ格子型のアナログ回路である、 2次の全域通過フ ィルタであるようにしてもよい。この 2次フィルタ回路 APF2は、図 3 (b)に示されるよう に、振幅特性が一定 (例えば「0 (dB)」）であり、（i)位相の変化量が、基準となる角周 波数「ω η」において「-180 (度）」であり、（ii)位相の変化量力 この基準となるそれを 超えると「-360 (度）」となる物理的な特性を有する。この 2次フィルタ回路 APF2を、例 えば第 2スピーカ SP2に適用する。
[0056] より詳細には、本実施例に係るスピーカ装置に有される位相特性は、次の 4つの各 種の条件に基づいて、設計されている。 1番目の条件は、横方向（水平方向）、即ち、 右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向においてのみ、放射される音波 の音圧レベルを低下させることを条件とする。 2番目の条件は、横方向における位相 差を、「180 (度)」（即ち、逆位相）に近づけることを条件とする。 3番目の条件は、正面 方向の位相差は、殆ど又は完全に生じさせないこと、言い換えると、正面方向の音圧 レベルの乱れや損失を所定の許容範囲内（「3 (dB)」程度）に収めることを条件とする 。 4番目の条件は、 2番目の条件を満たしつつ、 3番目の条件における正面方向の音 圧レベルの乱れや損失を最小限にすることを条件とする。尚、本発明に係る位相変 化手段を、ディジタルフィルタ回路によって実現することも可能である。この結果、所 望となる位相特性を、ディジタルフィルタ回路に基づいて、近似精度が高めつつ、実 現することができる。
[0057] (2) 位相特性について 次に、図 4から図 7を参照して、本実施例に係る、周波数をパラメータとして決定さ れる位相の変化量を示す位相特性について説明する。ここ〖こ、図 4は、本実施例に 係る、周波数をパラメータとして決定される位相の変化量を示す位相特性の一具体 例を示したグラフである。
図 5は、本実施例に係る位相特性の一具体例を示したグラフ（図 5 (a) )、及び、本実 施例に係る位相特性において、 180度だけ位相を変化させる場合の基本原理を図 式的に示した模式図（図 5 (b) )である。図 6は、本実施例に係る位相特性の一具体 例を示したグラフ（図 6 (a) )、及び、本実施例に係る位相特性において、 90度だけ位 相を変化させる場合の基本原理を図式的に示した模式図（図 6 (b) )である。図 7は、 本実施例に係る位相特性の一具体例を示したグラフ（図 7 (a) )、及び、本実施例に 係る位相特性において、位相を変化させない場合の基本原理を図式的に示した模 式図（図 7 (b) )である。
[0058] 図 4に示されるように、本実施例に係る位相特性においては、周波数をパラメータと した位相の変化量を示す非線形曲線は、少なくとも、基準周波数 (例えば 1.75 (kHz) )において、位相の変化量が 0度の値を取るように、規定される。ここに、本実施例に 係る基準周波数とは、空気中の音速に基づいて規定可能であると共に、所定距離の 略 2倍の長さの波長に対応される周波数を意味する。本実施例に係る位相特性を示 す非線形曲線においては、周波数が、基準周波数に近づくに従って、位相の変化 量は小さくなり、周波数が、基準周波数力 離れるに従って、位相の変化量は大きく なる。尚、図 4中の点線は、シミュレーション、実験式、理論式、又は経験式によって、 前述した 2番目の条件である、横方向における位相差を、「180 (度)」（即ち、逆位相） に近づける条件を満たした結果、生じるグラフ（縦軸の範囲：士 180度）上の変化を示 す。
[0059] 具体的には、図 5 (a)に示されるように、音声信号の周波数が、例えば、約 200 (Hz) 等の周波数 (点「P1」を参照)であり、音声信号の周波数に対応される波長が所定距 離と比較して著しく大きい場合、例えば、第 1スピーカ及び第 2スピーカのうち少なくと も一方において再生される音声信号の位相を、例えば 180度（π )程度、進める又は 遅らせる等して変化させる。 [0060] 言い換えると、図 5 (b)に示されるように、例えば音声信号の周波数に対応され、第 1スピーカから放射される第 1音波の波長（「音 1」を参照)、及び、音声信号の周波数 に対応され、第 2スピーカから放射される第 2音波の波長（「音 2」を参照）が、第 1スピ 一力 SP1と第 2スピーカ SP2との所定距離「L」と比較して、例えば数倍から数百倍程 度、長い場合、例えば、第 1スピーカ及び第 2スピーカのうち少なくとも一方において 再生される音声信号の位相を、例えば 180度（π )程度、進める又は遅らせる等して 変化させる。従って、横方向（水平方向）、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいず れか一方の方向において、第 1スピーカから放射される第 1音波の位相と、第 2スピ 一力から放射される第 2音波の位相とに、例えば 180度（ π )程度の位相差が生じる。
[0061] 或 ヽは、図 6 (a)に示されるように、音声信号の周波数が、例えば、約 900 (Hz)等の 周波数 (点「P2」を参照)である場合、例えば、第 1スピーカ及び第 2スピーカのうち少 なくとも一方において再生される音声信号の位相を、例えば 90度（π Ζ2)程度、進 める又は遅らせる等して変化させる。
[0062] 言い換えると、図 6 (b)に示されるように、第 1スピーカ SP1と第 2スピーカ SP2との 所定距離「L」が、音声信号の周波数に対応され、第 1スピーカ力も放射される第 1音 波の波長（「音 1」を参照)、及び、音声信号の周波数に対応され、第 2スピーカから放 射される第 2音波の波長（「音 2」を参照）の略 4分の 1である場合、第 1スピーカ及び 第 2スピーカのうち少なくとも一方において再生される音声信号の位相を、例えば 90 度（π Ζ2)程度、進める又は遅らせる等して変化させる。従って、横方向（水平方向） 、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向において、第 1スピーカ 力 放射される第 1音波の位相と、第 2スピーカから放射される第 2音波の位相とに、 例えば 180度（ π )程度の位相差が生じる。
[0063] 或いは、図 7 (a)に示されるように、音声信号の周波数が、例えば、約 1750 (Hz)等 の基準周波数 (点「P3」を参照)である場合、例えば、第 1スピーカ及び第 2スピーカ のうち少なくとも一方において再生される音声信号の位相を、例えば 0度の程度、進 める又は遅らせる、即ち、変化させない。
[0064] 言い換えると、図 7 (b)に示されるように、第 1スピーカ SP1と第 2スピーカ SP2との 所定距離「L」が、音声信号の周波数に対応され、第 1スピーカ力も放射される第 1音 波の波長（「音 1」を参照)、及び、音声信号の周波数に対応され、第 2スピーカから放 射される第 2音波の波長（「音 2」を参照）の略 2分の 1である場合、第 1スピーカ及び 第 2スピーカのうち少なくとも一方において再生される音声信号の位相を、例えば 0度 の程度、進める又は遅らせる、即ち、変化させない。従って、横方向（水平方向）、即 ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向において、第 1スピーカから 放射される第 1音波の位相と、第 2スピーカから放射される第 2音波の位相とに、例え ば 180度（ π )程度の位相差が生じる。
[0065] この結果、例えば、横方向（水平方向）、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいず れか一方の方向において、第 1スピーカから放射される第 1音波と、第 2スピーカから 放射される第 2音波とは、例えば 180度（ π )程度の位相差に基づ!/、て打ち消し合!、 、この周波数に対応される音圧レベルは、殆どゼロとさせることが可能である。
[0066] 他方、正面方向においては、第 1音波と、第 2音波とが、合成された合成音波の音 圧レベルは、（音声信号の位相差に基づくのみで、）音波の干渉の影響が殆ど又は 完全にない、通常のレベルに維持される。また、右側方向、及び左側方向のうちいず れカ他方の方向においては、第 1音波、及び第 2音波のうちいずれか一方の音圧レ ベルは、音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常のレベルに維持される。
[0067] 以上の結果、本実施例に係るスピーカ装置 SPによれば、放射された音波の音圧レ ベルは、横方向（水平方向）、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の 方向において、相対的に低くさせる。と共に、（i)正面方向と、（ii)右側方向、及び左 側方向のうちいずれか一方の方向と、において、相対的に高くさせる。従って、第 1ス ピー力及び第 2スピーカから放射される音波に、適切に指向性を保持させることが可 能である。
[0068] (3) 本実施例の作用と効果の検討
次に、図 8から図 10を参照して、本実施例に係る、作用と効果とについて検討する 。ここに、図 8は、本実施例に係る、周波数をパラメータとして決定される位相の変化 量を示す位相特性の他の具体例を示したグラフである。図 9は、本実施例に係る、音 声が放射する指向方向の角度と、周波数と、音圧レベルとの関係を示したグラフ（図 9 (a) ) ,及び、本実施例に係る、音圧レベルと、周波数との関係を示したグラフ（図 9 ( b) )である。図 10は、比較例に係る、音声が放射する指向方向の角度と、周波数との 関係を示したグラフ（図 10 (a) )、及び、比較例に係る、音圧レベルと、周波数との関 係を示したグラフ（図 10 (b) )である。尚、図 9及び図 10において、「+ (プラス）」（又は 「一（マイナス）」）は、第 1スピーカと第 2スピーカが配置された水平方向の垂直方向 を基準にして、右側及び左側の ヽずれか一方の方向に基づ 1ヽて規定される。
[0069] 図 8に示されるように、本実施例に係る位相変化手段における、位相特性を規定す る。図 8中の点線は、目標となる理論的な位相特性を示す。尚、この目標となる理論 的な位相特性は、第 1スピーカ SP1と第 2スピーカ SP2とが水平に配置された水平方 向から 90度だけ異なる方向、所謂、正面方向の音圧レベルの乱れを 3 (dB)以内とす るように規定されている。他方、図 8中の実線は、実際に実現できた位相特性を示す 。尚、この実際に実現できた位相特性は、第 1スピーカ SP1と第 2スピーカ SP2との所 定距離「L」は、「10 (cm)」とし、本実施例に係る位相変化手段の一具体例である、 1 次フィルタ回路「APF1」の基準となる角周波数は、 280 (Hz)であり、本実施例に係る 位相変化手段の他の具体例である、 2次フィルタ回路「APF2」の基準となる角周波 数は、 1850 (Hz)であるように設計されている。また、第 1スピーカ SP1及び第 2スピー 力 SP2の口径は、共に「5 (cm)」とする。
[0070] このように設計された位相特性に基づくと、図 9 (a)に示されるように、周波数が 1 (k Hz)力も 2 (kHz)である第 1音声信号は、音声が放射する指向方向の角度が、「-90 ( 度）」から「-60 (度）」において、音圧レベルが「-20」から「-18」となり、相対的に音圧レ ベルを低くさせることが可能である。カロえて、図 9 (b)の実線と点線に示されるように、 例えば「+30 (度）」から「-30 (度）」等の正面方向の音圧レベルと、例えば「-60 (度）」 から「-90 (度)」等の横方向の音圧レベルとを比較すると、音声信号の周波数が、例 えば「800 (Hz)」から「3 (KHz)」等の人の音声に対応される範囲にぉ 、て、横方向の 音圧レベルが極端に低くなることを確証することができる。この正面方向の音圧レべ ルは、第 1音声信号と、第 2音声信号とが合成されることは言うまでもない。
[0071] 尚、横方向の音圧レベルは、「5 (kHz)」の周波数の付近において、高くなつている ことに対しては、後述される吸音材が有効に作用する周波数の帯域に含まれるので 、吸音材によって、減衰させることが可能である。 [0072] 仮に、上述した位相特性を考慮しない比較例においては、図 10 (a)に示されるよう に、音圧レベルの相対的な低下は、ごく狭い周波数の帯域での、音声信号に対して しか、実現できず、相対的に広い周波数の帯域での、音声信号に対して、指向性を 実現することは困難である。尚、図 10の実線と点線に示されるように、例えば「+30 (度 )」から「-30 (度）」等の正面方向の音圧レベルと、例えば「-60 (度）」から「-90 (度）」等 の横方向の音圧レベルとを比較すると、音声信号の周波数が、例えば「800 (Hz)」か ら「2 (KHz)」等の人の音声に対応される範囲において、横方向の音圧レベル力 本 実施例に係る図 9 (a)に示された音圧レベルに比べて、高くなつてしまうことが分かる
[0073] これに対して、本実施例によれば、上述された位相特性に基づくと、図 9 (a)に示さ れるように、周波数が l (kHz)力も 2 (kHz)である第 1音声信号は、音声が放射する指 向方向の角度が、「-90 (度）」から「-60 (度）」において、音圧レベルが「-20」から「-18 」となり、相対的に音圧レベルを低くさせることが可能である。
[0074] 以上の結果、第 1スピーカ及び第 2スピーカによって放射された音波の音圧レベル は、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向において、 相対的に低くさせ、放射される音波に、適切に指向性を保持させることが可能である 。カロえて、物理的条件や物理的特性が明確にされて設計された、 1次フィルタ回路、 及び 2次フィルタ回路等のアナログの全域通過フィルタ回路に基づいて、低コストに、 小型の位相変化手段を、簡便に実現することが可能である。
[0075] (4) 他の実施例
次に、図 11から図 17を参照して、他の実施例について説明する。
[0076] (4- 1) 他の実施例（その 1)
先ず、図 11から図 13を参照して、他の実施例（その 1)について説明する。ここに、 図 11は、他の実施例（その 1)に係るスピーカ装置の一及び他の基本構成を図式的 に示したブロック図（図 11 (a)及び図 11 (b) )である。図 12は、他の実施例（その 1) に係るスピーカ装置に備えられたフィルタ回路にぉ 、て、合成された位相特性を図 式的に示したグラフである。図 13は、他の実施例（その 1)に係るスピーカ装置の他の 基本構成を図式的に示したブロック図である。 [0077] 図 11 (a)〖こ示されるよう〖こ、上述した位相特性を実現するために、他の実施例に係 るスピーカ装置の一の基本構成においては、第 1スピーカ SP1、第 2スピーカ SP2、 第 1スピーカ SP1に接続された 1次フィルタ回路 APF1、及び、第 1スピーカ SP1に接 続された、 2次フィルタ回路 APF2と双対な関係を保持する双対 2次フィルタ回路 AP F2aを備えて構成されるようにしてもよい。ここに、本実施例に係る「双対 (dual)な関 係」とは、具体的には、 1次フィルタ回路と双対な間係を有するフィルタ回路とは、イン ダクタと、キャパシタとを入れ換えた構成を有するフィルタ回路であり、 2次フィルタ回 路と双対な間係を有するフィルタ回路とは、直列共振回路と並列共振回路とを入れ 換えた構成を有するフィルタ回路である。
[0078] より詳細には、 1次フィルタ回路 APF1と、双対 2次フィルタ回路 APF2aとを合わせ て、第 1スピーカ SP1に接続した場合、図 12に示されるように、振幅特性が一定 (例 えば「0 (dB)」）であり、（i)位相の変化量力 基準となる角周波数「ω η1」において「-9 0 (度)」であり、（ii)位相の変化量が、この基準となる角周波数「ω η2」を超えると、「18 0 (度）」となる物理的な特性を有するようにしてもよ!ヽ。
[0079] 或いは、図 11 (b)に示されるように、上述した位相特性を実現するために、他の実 施例に係るスピーカ装置の他の基本構成においては、第 1スピーカ SP1、第 2スピー 力 SP2、第 1スピーカ SP1に接続された 1次フィルタ回路 APF1、第 2スピーカ SP2に 接続された 2次フィルタ回路 APF2、及び、 1次フィルタ回路 APF1と双対な関係を保 持する双対 1次フィルタ回路 APFlaを備えて構成してもよい。
[0080] 更に、或いは、図 13に示されるように、上述した位相特性を実現するために、他の 実施例に係るスピーカ装置の他の基本構成においては、第 1スピーカ SP1、第 2スピ 一力 SP2、第 1スピーカ SP1に接続された 1次フィルタ回路 APF1、及び、第 2スピー 力 SP2に接続された 1次フィルタ回路 APF1を備えて構成してもよい。
[0081] 以上の結果、上述した位相特性を実現するための部品点数を減らすことが可能で ある。
[0082] (4- 2) 他の実施例（その 2)
次に、図 14を参照して、他の実施例（その 2)について説明する。ここに、図 14は、 他の実施例（その 2)〖こ係るスピーカ装置の他の基本構成を図式的に示したブロック 図である。
[0083] 図 14に示されるように、他の実施例に係るスピーカ装置の他の基本構成において は、第 1スピーカ SP1、第 2スピーカ SP2、第 1スピーカ SP1に接続された 1次フィルタ 回路 APF1、第 2スピーカ SP2に接続された 2次フィルタ回路 APF2、吸音材 1、及び 吸音材 2を備えて構成されるようにしてもよい。特に、吸音材 及び吸音材 2は、横 方向（水平方向）に配置される。
[0084] この結果、第 1スピーカ SP1、及び第 2スピーカ SP2から放射された音波の音圧レ ベルは、横方向（水平方向）、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の 方向において、相対的に低くさせる。と共に、（i)正面方向と、（ii)右側方向、及び左 側方向のうちいずれか一方の方向と、において、相対的に高くさせる。従って、第 1ス ピー力 SP1、及び第 2スピーカ SP2から放射される音波に、より適切に指向性を保持 させることが可會である。
[0085] (4- 3) 他の実施例（その 3)
次に、図 15を参照して、他の実施例（その 3)について説明する。ここに、図 15は、 他の実施例（その 3)〖こ係るスピーカ装置の他の基本構成を図式的に示したブロック 図である。
[0086] 図 15に示されるように、他の実施例に係るスピーカ装置の他の基本構成において は、第 1スピーカ SP1、第 2スピーカ SP2、第 1スピーカ SP1に接続された 1次フィルタ 回路 APF1、及び、第 2スピーカ SP2に接続された 2次フィルタ回路 APF2を備えて 構成されるようにしてもよい。特に、第 2スピーカ SP2は、当該第 2スピーカ SP2の再 生方向が、第 1スピーカ SP1の再生方向と例えば 90度に交わるように配置される。尚 、音圧レベルのゲインを、更に調整するようにしてもよい。
[0087] この結果、第 1スピーカ SP1及び第 2スピーカ SP2の異なる再生方向に基づいて、 第 1スピーカ SP1、及び第 2スピーカ SP2から放射される音波に、より適切に指向性 を保持させることが可能である。
[0088] (4-4) 他の実施例（その 4)
次に、図 16及び図 17を参照して、他の実施例（その 4)について説明する。ここに、 図 16は、他の実施例（その 4)に係るスピーカ装置の他の基本構成を図式的に示し たブロック図である。図 17は、他の実施例（その 4)に係るスピーカ装置の応用例を図 式的に示した模式図である。
[0089] 図 16に示されるように、他の実施例に係るスピーカ装置の他の基本構成において は、音楽を保持する第 1音声信号を再生するための第 1スピーカ SP1、セリフを保持 する第 2音声信号を再生するための第 2スピーカ SP2、第 1スピーカ SP1に接続され た 1次フィルタ回路 APF 1、第 2スピーカ SP2に接続された 2次フィルタ回路 APF2、 第 2スピーカ SP2に接続された 1次フィルタ回路 APF lx、第 1スピーカ SP 1に接続さ れた 2次フィルタ回路 APF2xを備えて構成されるようにしてもょ 、。
[0090] 従って、例えば、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方 向（例えば第 2スピーカの側）において、第 1スピーカから放射される第 1音波 (即ち、 音楽に対応される第 1音波）と、第 2スピーカから放射される第 2音波 (即ち、音楽に 対応される第 2音波）とは、例えば 180度（ π )程度の位相差に基づいて打ち消し合 い、この周波数に対応される音圧レベルは、殆どゼロとさせることが可能である。他方 、正面方向においては、第 1音波 (即ち、音楽に対応される第 1音波）と、第 2音波 (即 ち、音楽に対応される第 2音波）とが、合成された合成音波の音圧レベルは、（音声 信号の位相差に基づくのみで、）音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常の レベルに維持される。また、右側方向、及び左側方向のうちいずれか他方の方向（例 えば第 1スピーカの側）においては、第 1音波 (即ち、音楽に対応される第 1音波）の 音圧レベルは、音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常のレベルに維持さ れる。
[0091] この結果、本実施例に係るスピーカ装置 SPによれば、放射された音波（即ち、音楽 に対応される第 1音波及び第 2音波)の音圧レベルは、横方向（水平方向）、即ち、右 側方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向（例えば、第 2スピーカの側）にお いて、相対的に低くさせる。と共に、（i)正面方向と、（ii)右側方向、及び左側方向のう ちいずれか一方の方向と、において、相対的に高くさせる。従って、第 1スピーカ及び 第 2スピーカから放射される音波 (即ち、音楽に対応される第 1音波及び第 2音波）に 、適切に指向性を保持させることが可能である。
[0092] 概ね同様にして、例えば、横方向、即ち、右側方向、及び左側方向のうちいずれか 一方の方向（例えば、第 1スピーカの側）において、第 1スピーカから放射される第 1 音波 (即ち、セリフに対応される第 1音波）と、第 2スピーカから放射される第 2音波 (即 ち、セリフに対応される第 2音波）とは、例えば 180度（π )程度の位相差に基づいて 打ち消し合い、この周波数に対応される音圧レベルは、殆どゼロとさせることが可能 である。他方、正面方向においては、第 1音波 (即ち、セリフに対応される第 1音波）と 、第 2音波 (即ち、セリフに対応される第 2音波）とが、合成された合成音波の音圧レ ベルは、（音声信号の位相差に基づくのみで、）音波の干渉の影響が殆ど又は完全 にない、通常のレベルに維持される。また、右側方向、及び左側方向のうちいずれか 他方の方向（例えば、第 2スピーカの側）においては、第 2音波（即ち、セリフに対応さ れる第 2音波）の音圧レベルは、音波の干渉の影響が殆ど又は完全にない、通常の レベルに維持される。
[0093] この結果、第 1スピーカ SP1及び第 2スピーカ SP2放射された音波（即ち、セリフに 対応される第 1音波及び第 2音波)の音圧レベルは、横方向（水平方向）、即ち、右側 方向、及び左側方向のうちいずれか一方の方向（例えば第 1スピーカの側）において 、相対的に低くさせる。と共に、（i)正面方向と、（ii)右側方向、及び左側方向のうちい ずれか一方の方向と、において、相対的に高くさせる。従って、第 1スピーカ及び第 2 スピーカから放射される音波 (即ち、セリフに対応される第 1音波及び第 2音波）に、 適切に指向性を保持させることが可能である。
[0094] より具体的には、図 17に示されるように、自動車の乗員の空間において、前側席に おいては、例えば気象情報等のセリフを保持する音声信号を再生させると共に、後ろ 側席にお 、ては、例えば映画の音声を保持する音声信号を再生させることも可能で ある。
[0095] 以上の結果、異なる複数の音声信号を再生する、第 1スピーカ SP1、及び第 2スピ 一力 SP2から放射される、複数の音声信号に対応した音波に、適切な指向性を夫々 保持させることが可能である。
[0096] 上述した実施例では、例えば家庭用、車載用のスピーカ装置について説明したが
、本発明は、例えば、例えば業務用のコンサートホールや、店舗等の大きな空間に おけるスピーカ装置にも適用可能である。 [0097] 本発明は、上述した実施例に限られるものではなぐ請求の範囲及び明細書全体 力 読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、その ような変更を伴うスピーカ装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 産業上の利用可能性
[0098] 本発明に係るスピーカ装置は、例えば音声信号の再生方向に指向性を有する、少 なくとも 2つのスピーカを備えるスピーカ装置に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 音声信号を再生する第 1スピーカと、
前記音声信号を再生すると共に、前記第 1スピーカと水平方向に所定距離だけ離 れて配置される第 2スピーカと、
を備え、
前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカのうちの少なくとも一方は、（i)前記音声信 号の周波数、及び (ii)前記所定距離に基づいて、前記音声信号の位相を、所定量 の位相だけ、変化させる位相変化手段を有することを特徴とするスピーカ装置。
[2] 前記位相変化手段は、 ( 前記音声信号の周波数が、前記所定距離の略 2倍の長 さの波長に対応される基準周波数に近づくに従って、前記所定量を小さくさせ、 (ii) 前記音声信号の周波数が、前記基準周波数から離れるに従って、前記所定量を大 きくさせることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
[3] 前記位相変化手段は、前記音声信号の周波数が、前記所定距離の 2倍の長さの 波長に対応される基準周波数と、略等しい場合、前記所定量を略ゼロにすることを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
[4] 前記位相変化手段は、前記所定距離の 2倍の長さの波長に対応される基準周波 数を、人の音声に対応される所定の範囲に設定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
[5] 前記位相変化手段は、前記第 1スピーカが放射する第 1音波と、前記第 2スピーカ が放射する第 2音波とを合成した合成音波の音圧レベルに基づ ヽて、前記所定量の 位相だけ変化させることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
[6] 前記位相変化手段は、インダクタ、又はキャパシタを含むフィルタ回路であることを 特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
[7] 前記位相変化手段は、インダクタ、又はキャパシタを含む全域通過フィルタ回路で あることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
[8] 前記位相変化手段は、 ( 前記音声信号に対して、第 1角度の位相だけ変化させる 1次フィルタ回路、及び、（ii)前記第 2音声信号に対して、第 2角度の位相だけ変化さ せる 2次フィルタ回路のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項 に記載のスピーカ装置。
[9] 前記位相変化手段は、 ( 前記 1次フィルタ回路に加えて、又は、代えて、前記 2次 フィルタ回路と双対な関係を保持する双対 2次フィルタ回路、又は、（ii)前記 2次フィ ルタ回路に加えて、又は、代えて、前記 1次フィルタ回路と双対な関係を保持する双 対 1次フィルタ回路を含むことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載のスピーカ装置
[10] 前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカのうちの少なくとも一方は、一の前記音声 信号に対応される一の前記位相変化手段を有し、
前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカのうちの少なくとも他方は、他の前記音声 信号に対応される他の前記位相変化手段を有することを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載のスピーカ装置。
[11] 前記位相変化手段は、ディジタルフィルタ回路であることを特徴とする請求の範囲 第 1項に記載のスピーカ装置。
[12] 前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカは、再生方向を略同じにさせると共に、水 平方向に並んで配置され、
前記第 1スピーカ、及び前記第 2スピーカの外側付近において、吸音材を更に備え ることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
[13] 前記第 1スピーカの再生方向と、前記第 2スピーカの再生方向とは、略 90度だけ異 なることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスピーカ装置。
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