WO2014188952A1 - スピーカ装置 - Google Patents

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WO2014188952A1
WO2014188952A1 PCT/JP2014/062946 JP2014062946W WO2014188952A1 WO 2014188952 A1 WO2014188952 A1 WO 2014188952A1 JP 2014062946 W JP2014062946 W JP 2014062946W WO 2014188952 A1 WO2014188952 A1 WO 2014188952A1
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WO
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speaker
signal
sound
speaker unit
range
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/062946
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English (en)
French (fr)
Inventor
和明 平川
克真 小菅
知子 二宮
Original Assignee
ヤマハ株式会社
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Publication date
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Priority claimed from JP2013157284A external-priority patent/JP6090039B2/ja
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Priority to CN201480029228.1A priority patent/CN105230043B/zh
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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
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • 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
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/26—Spatial arrangements of separate transducers responsive to two or more frequency ranges
    • 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
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    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
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    • H04R1/345—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by using a single transducer with sound reflecting, diffracting, directing or guiding means for loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H04R3/14—Cross-over networks

Definitions

  • the present invention relates to a speaker device that propagates sound by reflecting sound on a wall surface of a room.
  • the speaker device includes a housing having openings on the back surface and the top surface, at least one first speaker unit disposed in the opening on the back surface, and at least one first speaker disposed in the opening on the top surface.
  • the speaker device of the present invention is installed, for example, near the wall of a room.
  • the sound emitted from the first speaker unit provided on the back side is reflected by the wall surface and propagates to the room. Even if a part of the frequency component of the emitted sound becomes a sound that is attenuated by reflection, the component can be supplemented by the second speaker unit installed upward.
  • a reflector that is disposed above the at least one second speaker unit and reflects the sound emitted from the at least one second speaker unit to the front side of the casing. Further, it may be provided. Further, the electronic circuit may supply a signal of a mid-range component of the sound signal to the at least one second speaker unit.
  • the housing includes the opening formed in the upper surface, includes an upper layer box that accommodates the at least one second speaker unit, the opening formed in the back surface, and the at least one first. It may be divided into a plurality of layers including at least a middle layer box containing one speaker unit and a lower layer speaker box containing the electronic circuit.
  • the at least one first speaker unit includes a plurality of speaker units to which a plurality of channels of audio signals are respectively supplied, and the electronic circuit includes the partial sound range component of each of the plurality of channels of audio signals.
  • a signal extracted and synthesized may be supplied to the at least one second speaker unit.
  • the speaker device of the present invention includes a first filter that extracts a signal of at least a mid-range component including a human voice from an audible frequency band of the audio signal, and a component of the mid-range from the audible frequency range of the audio signal.
  • a second filter for extracting signals of low and high frequency components other than the signal, and a signal output from the first filter is output to the at least one second speaker unit, and the second filter The signal output from may be output to the at least one first speaker unit.
  • the at least one second speaker unit is a mid-range speaker in which sound emission characteristics of the low-frequency range are suppressed, and the first filter includes components of the mid-range or lower including the low-frequency range component.
  • the present invention it is possible to ensure the clarity of the sound that is emitted even if the speaker unit is not provided on the front and the case design is increased.
  • FIG. 1 A) to (C) are external views of the speaker device according to the first embodiment of the present invention. It is an internal block diagram of a speaker apparatus. It is a rear view of the state which removed the speaker grill of the speaker apparatus. It is a perspective view of the head piece provided in the upper end of a speaker apparatus. It is a figure which shows the example of the installation mode of a speaker apparatus. It is a block diagram of the electronic circuit of a speaker apparatus. It is a block diagram of the speaker apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. (A) And (B) is a figure which shows the characteristic of the filter provided in the speaker apparatus of 2nd Embodiment. It is an external view at the time of making the speaker apparatus of 2nd Embodiment into a stereo structure.
  • FIG. 6 is a structural diagram of a speaker device according to a third embodiment of the present invention. It is a block diagram of the speaker apparatus of 4th Embodiment. (A) to (C) are external views of a speaker device according to a third embodiment of the present invention. It is a figure which shows the example of the installation mode of the speaker apparatus of 4th Embodiment. It is a block diagram of the electronic circuit of the speaker apparatus of 4th Embodiment.
  • FIG. 1A and 1B are external views of a speaker device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a front view
  • FIG. 1B is a right side view
  • FIG. FIG. 2 is an internal configuration diagram of the speaker device.
  • FIG. 3 is a rear view of the speaker device with the speaker grill removed.
  • the housing 11 has a substantially quadrangular prism shape and is slightly narrower in the upward direction. In other words, it is a quadrangular pyramid shape (a shape obtained by cutting the apex side (head) of the quadrangular pyramid horizontally with a plane parallel to the bottom surface).
  • the side surface of the housing 11 is inclined by 2 percent with respect to the vertical line.
  • the speaker device 1 is installed with the ridge line portion 19 sandwiched between the two side surfaces facing the front (user direction).
  • the front direction is referred to as the front
  • the back direction is referred to as the rear.
  • the direction when the speaker apparatus 1 is seen from the user of the front direction is used for the left and right directions.
  • the speaker unit is provided not facing forward but facing backward. For this reason, as shown in FIGS. 1B and 1C, a speaker grill 12 is provided on the back side of the housing 11. Thereby, it is not necessary to provide the speaker grill 12 on the front side of the speaker device 1, and the decorative LED 16 is provided on the ridge line portion 19 on the front surface of the housing 11.
  • the inside of the housing 11 is partitioned by two partition plates, and has a structure having three spaces in the vertical direction.
  • the upper space is used as a mid-range speaker box 30 that houses the speaker unit 20
  • the central space is used as a stereo speaker box 31 that houses the speaker units 21 and 22,
  • the lower space is used as a circuit box 32 that houses the electronic circuit 15. It is done.
  • the mid-range speaker box 30 is open on the upper surface, and the speaker unit 20 is mounted upward in this opening.
  • a headpiece 10 that reflects the sound emitted from the speaker unit 20 forward is provided above the speaker unit 20.
  • FIG. 4 is a perspective view of the head piece.
  • the headpiece 10 includes an upper main body portion 101 having a sound emission port 110, a top plate 102 disposed on the upper surface of the main body portion 101, and a lower skirt 106.
  • the main body 101 has a substantially cubic shape.
  • the bottom plate 103 of the headpiece 10 has a circular opening 103A at the center.
  • the diameter of the opening 103 ⁇ / b> A is substantially the same as the diameter of the speaker unit 20.
  • Reflector 105 (105A, 105B) which is a surface of two triangles connecting the upper side is formed. Since the main body 101 is substantially cubic, the left and right surfaces 105A and 105B of the reflector 105 are at an angle of about 45 degrees with respect to a horizontal plane such as the bottom plate 103, respectively.
  • the sound emitting surface of the speaker unit 20 is installed below the headpiece 10 and directly above the same central axis. Further, the surface of the reflector 105 of the headpiece 10 is disposed to face the sound emitting surface of the speaker unit 20, and the inclination angle thereof is about 45 degrees. Therefore, the sound emitted upward from the speaker unit 20 is reflected by the reflector 105 as indicated by an arrow 201 shown in FIG. Thereby, even if sound is emitted upward from the speaker unit 20, it is reflected by the reflector 105 and can propagate from the front side of the side surface of the housing 11 to the front left and right direction with little loss.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an installation form of the speaker device 1.
  • the speaker device 1 is installed at a corner (for example, a corner) of a room with a wall as a back. Since there is no speaker unit or speaker grill on the front side and decorative LED illumination 16 is provided, it functions as a decorative interior unlike a general speaker device.
  • the left and right channel sounds are emitted from the speaker units 22 and 21, respectively. Since the speaker units 21 and 22 are provided in the back direction (facing the wall), the sound of the left and right channels emitted from the speaker units 21 and 22 is reflected by the wall surface and propagates forward (in the room direction). Of the sounds emitted from the speaker units 21 and 22, the sound in the high range is strongly reflected straight by the wall because of its strong straightness. Further, since the sound in the low frequency range is not strongly localized, the user (listener) feels no sense of incongruity even if the sound is heard as if it is ringing near the wall surface.
  • the mid-range sound is a sound range including a person's speaking voice and singing voice.
  • the sound is greatly attenuated and becomes so-called “hidden” and lowers the clarity of the sound. Therefore, the speaker device 1 extracts a mid-range component from the left and right channel sounds, and emits the mid-range component sound from the upward speaker unit 20.
  • the speaker unit 20 is facing upward, the mid-range sound emitted by the headpiece 10 provided on the speaker unit 20 propagates forward in a favorable manner. Thereby, it becomes possible to make a user hear the sound from a low sound range to a high sound range clearly without a sense of incongruity.
  • the electronic circuit 15 is built in the circuit box 32 of the housing 11.
  • FIG. 6 is a block diagram of the main part of the electronic circuit 15.
  • the electronic circuit 15 includes a controller 50, a signal processing unit 51, an audio amplifier 52, an input selection unit 53, a Bluetooth (registered trademark) communication circuit 54, a cable connector 55, an LED lighting circuit 56, and the like.
  • the controller 50 is composed of a microcomputer.
  • the controller 50 is connected to a light receiving circuit 40 that receives an infrared signal transmitted by an infrared remote controller (not shown).
  • the light receiving circuit 40 converts the received infrared signal into an electronic signal and inputs it to the controller 50.
  • the controller 50 selects an input signal in the input selection unit 53, adjusts the sound quality in the signal processing unit 51, adjusts the volume of the audio amplifier 52, and turns on / off the Bluetooth communication circuit 54. Off, password setting, and lighting control of the LED 16 are performed.
  • the signal processing unit 51 adjusts the sound quality of the (2-channel stereo) audio signal input from the input selection unit 53, extracts the mid-range components from the left and right channel signals, synthesizes them, and combines them with the third channel. Output as an audio signal. That is, the signal processing unit 51 functionally includes bandpass filters 66 and 67 and a mixer 68.
  • the audio amplifier 52 functionally includes three-channel amplifier circuits 64, 65, and 69, and amplifies the left-channel, right-channel, and mid-range audio signals, respectively.
  • the amplifier circuit 64 amplifies the left channel audio signal and outputs the signal to the speaker 22.
  • the amplifier circuit 65 amplifies the right channel audio signal and outputs the signal to the speaker 212.
  • the band-pass filter 66 extracts the mid-range (for example, 100 Hz to 7 kHz) from the audio signal of the left channel and outputs it to the mixer 68.
  • the band-pass filter 67 extracts the mid-range from the right channel audio signal and outputs it to the mixer 68.
  • the mixer 68 synthesizes the input mid-range audio signal of the left channel and the mid-range audio signal of the right channel, and outputs this synthesized signal to the amplifier 69.
  • the amplifier 69 amplifies the mid-range synthesized signal and outputs it to the speaker unit 20. Therefore, the speaker unit 20 emits sound in the middle range of the left and right channels.
  • the rear speaker units 21 and 22 are made to emit sound of the entire band, but the signals from which the band components emitted from the upward speaker unit 20 are removed are the speaker units 21 and 22. You may make it emit sound from.
  • the two speaker units 21 and 22 are provided on the rear surface, but the number is not limited to two. Also, the number of audio channels to be emitted is not limited to two channels. For example, it may be monaural.
  • the shape of the casing 11 of the speaker device 1 is not limited to a quadrangular pyramid shape, and may be a substantially columnar shape such as a truncated cone shape, a columnar shape, or a polygonal columnar shape.
  • Speaker units 21 and 22 correspond to the first speaker unit of the present invention.
  • the speaker unit 20 corresponds to the second speaker unit of the present invention. Any component of this embodiment can be freely modified without departing from the spirit of the present invention.
  • a two-way speaker device is composed of a middle / low sound speaker unit and a high sound speaker unit (see, for example, Patent Document 2).
  • this speaker device low-range sound and middle-range sound are emitted from the same speaker unit, and are amplified by the same audio amplifier even when the audio amplifier is separated for each band. For this reason, when the sound quality adjustment such as boosting the low sound range is performed, the middle sound range is also slightly boosted due to the effect of the adjustment, and it is difficult to control the band completely. In addition, if the midrange is boosted due to the influence of the low range, a large load is applied to the audio amplifier.
  • a speaker device in which a plurality of speaker units are provided on all four side surfaces of a rectangular column-shaped elongated casing, and the casing is placed upright (see, for example, Patent Document 1).
  • This speaker device delays and adjusts the timing at which each speaker unit outputs an audio signal, and outputs a sound beam that is a sound wave with directivity. Since this speaker device outputs an audio beam in the direction of the floor or ceiling of the room and reflects it multiple times, the indirect sound reaches the listener from many directions. Thereby, the effect that the listener does not feel the clear position of the speaker device is obtained.
  • FIG. 7 is a block diagram of the speaker device
  • FIG. 8 is a diagram showing the characteristics of the filter
  • FIG. 9 is a diagram showing a stereo configuration using two speaker devices.
  • the speaker device 500 includes a full-range speaker unit 510 in charge of sound emission in the low sound range and high sound range, and a mid-range speaker unit 511 in charge of sound emission in the middle sound range.
  • the mid range is a frequency band that mainly covers a human voice, for example, a range of 100 Hz to 7000 Hz.
  • the mid range is not limited to this. For example, it may be 300 to 3400 Hz, which is a band used for a telephone line.
  • the high sound range is a frequency band higher than the mid sound range
  • the low sound range is a frequency band lower than the mid sound range.
  • the lower limit frequency of the mid range is referred to as FL
  • the upper limit frequency of the mid range is referred to as FH.
  • the speaker device 500 includes an audio signal input unit 512, a signal processing unit 501, a speaker driving unit 502, and speaker units 510 and 511.
  • the signal processing unit 501 includes low-pass filters 520 and 527, a high-pass filter 521, gain adjustment units 523, 524 and 528, and an adder 525.
  • the speaker driving unit 502 includes amplifiers 526 and 529.
  • the audio signal input unit 512 inputs an audio signal and supplies it to the low-pass filters 520 and 527 and the high-pass filter 521.
  • the low-pass filter 527 is a filter that passes a signal having a frequency lower than the upper limit frequency FH in the middle sound range.
  • the frequency characteristic of the low-pass filter 527 is shown in FIG.
  • the gain of the audio signal that has passed through the low-pass filter 527 is adjusted by the gain adjusting unit 528, amplified by the amplifier 529, and supplied to the speaker unit 511.
  • the audio signal output from the low-pass filter 527 includes a low-frequency component, and this signal is supplied to the speaker unit 511.
  • the speaker unit 511 is a mid-range speaker unit, and is a dotted line in FIG.
  • the sound emitted from the speaker unit 511 is a mid-range sound that is obtained by correcting the filter characteristics of FIG. 8A with a dotted line.
  • the low-pass filter 527 may be a bandpass filter in the middle sound range.
  • the gain adjusting unit 528 may be included in the low pass filter 527.
  • the low-pass filter 520 is a filter that allows a signal having a lower frequency FL in the middle sound range to pass.
  • the frequency characteristics of the low-pass filter 520 are shown in FIG.
  • the left curve LPF is a characteristic of the low-pass filter 520.
  • the low-frequency audio signal that has passed through the low-pass filter 520 is input to the adder 525 after the gain is adjusted by the gain adjusting unit 523.
  • the high-pass filter 521 is a filter that passes a signal having a frequency equal to or higher than the upper limit frequency FH in the middle sound range.
  • FIG. 8B shows frequency characteristics of the high pass filter.
  • the right curve HPF is the characteristic of the high-pass filter 521.
  • the high-frequency audio signal that has passed through the high-pass filter 521 is input to the adder 525 after the gain is adjusted by the gain adjustment unit 524.
  • the adder 525 adds and synthesizes the low-frequency audio signal and the high-frequency audio signal.
  • the added and synthesized audio signal is amplified by the amplifier 526 and supplied to the speaker unit 510.
  • the gain adjusting units 523 and 524 may be included in the low-pass filter 520 and the high-pass filter 521, respectively.
  • the low frequency component signal and the high frequency component signal are amplified by the same amplifier and emitted from the same speaker unit 510, and the middle frequency component signal is amplified by a separate amplifier from the low frequency component signal.
  • the middle frequency component signal is amplified by a separate amplifier from the low frequency component signal.
  • the speaker unit 510 may be provided on the back surface of the apparatus.
  • the speaker device 505 in FIG. 10 includes one mid-range speaker unit 511C on the front surface and two (left and right channel) full-range speaker units 510L and 510R on the rear surface.
  • the speaker unit 511 ⁇ / b> C for the front mid sound range is provided with the speaker unit itself facing forward, but the installation direction of the speaker unit is not limited to the forward direction.
  • a speaker unit may be installed upward and a reflector that reflects the emitted sound wave forward may be provided.
  • FIG. 11 is a block diagram of the speaker device 505 shown in FIG.
  • the signal processing unit 501 includes a low-pass filter 520L, 520R, 527L, 527R, a high-pass filter 521L, 521R, a gain adjustment unit 523L, 523R, 524L, 524R, 528L, 528R, and adders 525L, 525R, 530C.
  • the speaker driving unit 502 includes amplifiers 526L, 526R, and 529C.
  • Left channel audio signal input section 512L inputs the left channel audio signal and supplies it to low-pass filters 520L and 527L and high-pass filter 521L.
  • the low-pass filter 520L is a filter that passes a signal having a frequency lower than the lower limit frequency FL in the middle range.
  • the audio signal in the low frequency range that has passed through the low-pass filter 520L is input to the adder 525L after the gain is adjusted by the gain adjustment unit 523L.
  • the high-pass filter 521L is a filter that passes a signal having a frequency equal to or higher than the upper limit frequency FH in the middle sound range.
  • the high-frequency audio signal that has passed through the high-pass filter 521L is input to the adder 525L after the gain is adjusted by the gain adjustment unit 524L.
  • the adder 525L adds and synthesizes the audio signals of the low-frequency range and high-frequency range of the left channel.
  • the added and synthesized audio signal is amplified by the amplifier 526L and supplied to the speaker unit 510L.
  • the gain adjusting units 523L and 524L may be included in the low-pass filter 520L and the high-pass filter 521L, respectively.
  • the added and synthesized audio signal is amplified by the amplifier 526R and supplied to the speaker unit 510R.
  • the gain adjustment units 523R and 524R may be included in the low-pass filter 520R and the high-pass filter 521R, respectively.
  • the low-pass filter 527L of the left channel is a filter that allows a signal having a frequency lower than the upper limit frequency FH in the middle range to pass.
  • the gain of the audio signal that has passed through the low-pass filter 527L is adjusted by the gain adjusting unit 528L, and is input to the adder 530C.
  • the right-channel low-pass filter 527R is a filter that passes a signal having a frequency equal to or lower than the upper limit frequency FH in the middle sound range.
  • the gain of the audio signal that has passed through the low-pass filter 527R is adjusted by the gain adjusting unit 528R, and is input to the adder 530C.
  • the adder 530C adds and synthesizes audio signals in the mid-range of the left and right channels.
  • the added and synthesized audio signal is amplified by the amplifier 529C and supplied to the speaker unit 511C.
  • the gain adjustment units 528L and 528R may be included in the low-pass filter 527L and the low-pass filter 527R, respectively.
  • the audio signals output from the low-pass filters 527L and 527R include low-frequency components, but the speaker unit 511C is a mid-range speaker unit and does not emit low-frequency sound.
  • the voice to be played is a mid-range voice obtained by correcting the filter characteristic shown in FIG. 8A with the dotted speaker characteristic.
  • the low-pass filters 527L and R may be bandpass filters in the middle sound range.
  • the speaker device has the following features in addition to the features of the speaker devices of FIGS.
  • one speaker unit 511C for the mid range is provided on the front side.
  • the center for the left and right channels is provided on the front side.
  • a sound range speaker unit may be provided.
  • This speaker device 301 has a shape in which the speaker device 505 shown in FIGS. 10 and 11 is vertically long, and the front speaker unit 511C is provided upward above the housing.
  • 12A and 12B are external views of the speaker device 301.
  • FIG. 12A is a front view
  • FIG. 12B is a right side view
  • FIG. 12C is a rear view.
  • the speaker device 301 includes a housing 311 in which a plurality of speakers are accommodated, a disk-shaped base 314 that supports the housing 311 from the floor, and a rod-shaped pillow 313 that connects the housing 311 and the base 314. .
  • the housing 311 is supported by the pillow 313 and the base 314 and is erected in the vertical direction.
  • the housing 311 has a substantially quadrangular prism shape and is slightly narrower in the upward direction. In other words, it is a quadrangular pyramid shape (a shape obtained by cutting the apex side (head) of the quadrangular pyramid horizontally with a plane parallel to the bottom surface).
  • the side surface of the housing 311 is inclined by 2 percent with respect to the vertical line.
  • the speaker device 301 is installed with a ridge line portion 319 sandwiched between two side surfaces as a front surface (user direction).
  • the front direction is referred to as the front
  • the back direction is referred to as the rear.
  • the left and right directions directions when the speaker device 301 is viewed from the user in the front direction are used.
  • speaker units 510 ⁇ / b> L and R are provided rearward, and a speaker grill 312 is provided on the back side of the housing 311. Thereby, it is not necessary to provide the speaker grill 312 on the front side of the speaker device 301.
  • the inside of the housing 311 is partitioned by two partition plates, and has a structure having three spaces in the vertical direction.
  • the upper space is used as a mid-range speaker box 330 that houses the speaker unit 511C
  • the middle space is used as the stereo speaker box 331 that houses the speaker units 510L and R
  • the lower space is used as the circuit box 332 that houses the electronic circuit 315. It is done.
  • the mid-range speaker box 330 is open on the upper surface, and the speaker unit 511C is attached upward in this opening. Further above the speaker unit 511C, a head piece 310 that reflects the sound emitted from the speaker unit 511C forward is provided.
  • the head piece 310 of 4th Embodiment is the same structure as the head piece 10 shown by FIG.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an installation form of the speaker device 301.
  • the speaker device 301 is installed at a corner (for example, a corner) of a room with a wall as a back. Since there is no speaker unit or speaker grill on the front side, it functions as a decorative interior unlike a general speaker device.
  • left and right channel sounds are emitted from the speaker units 510L and 510R, respectively. Since the speaker units 510L, R are provided in the back direction (facing the wall), the sound of the left and right channels emitted from the speaker units 510L, R is reflected by the wall surface and propagates forward (in the room direction). Of the sounds emitted from the speaker units 510L and 510R, the high-frequency sound is highly straight and reflects well on the wall, contributing to giving the listener a stereo sense. Further, since the sound in the low frequency range is not strongly localized, the user (listener) feels no sense of incongruity even if the sound is heard as if it is ringing near the wall surface.
  • the mid-range sound is a sound range including a person's speaking voice and singing voice.
  • the sound is greatly attenuated and becomes so-called “hidden” and lowers the clarity of the sound. Therefore, the speaker device 301 extracts a mid-range component from the left and right channel sounds, and emits the mid-range sound from the upward speaker unit 511C.
  • the speaker unit 511 ⁇ / b> C is facing upward, but the emitted mid-range sound is propagated forward in a favorable manner by the headpiece 310 provided on the speaker unit 511 ⁇ / b> C. Thereby, it becomes possible to make a user hear the sound from a low sound range to a high sound range clearly without a sense of incongruity.
  • the controller 350 is composed of a microcomputer.
  • the controller 350 is connected to a light receiving circuit 340 that receives an infrared signal transmitted by an infrared remote controller (not shown).
  • the light receiving circuit 340 converts the received infrared signal into an electronic signal and inputs it to the controller 350.
  • the controller 350 selects an input signal in the input selection unit 353, adjusts the sound quality in the signal processing unit 351, adjusts the volume of the audio amplifier 352, and the Bluetooth communication circuit 354. Set on / off and password settings.
  • the signal processing unit 501 has the same configuration as that shown in FIG. 11, adjusts the sound quality of the (2-channel stereo) audio signal input from the input selection unit 353, and adjusts the middle sound range from the left and right channel signals.
  • the components are extracted and synthesized, and output as an audio signal of the third channel (center channel).
  • the speaker driving unit 502 has the same configuration as that shown in FIG. 11 and has BR> 26A3 channel amplifiers 526L and R and an amplifier 529, which respectively have a left channel, a right channel, and a middle sound range.
  • the audio signal is amplified, and the amplified signals are output to the speaker units 510L and 510L and the speaker unit 511C, respectively.
  • the shape of the housing 311 of the speaker device 301 is not limited to a quadrangular pyramid shape, and may be a substantially columnar shape such as a truncated cone shape, a cylindrical shape, or a polygonal column shape. Any component of this embodiment can be freely modified without departing from the spirit of the present invention.
  • the speaker unit 511C emits sound upward, but is not limited to this configuration.
  • the front side It is possible to emit sound.
  • Speaker device 10 Headpiece 11 Housing 15 Electronic circuit 20, 21, 22 Speaker unit 30 Mid-range speaker box 31 Stereo speaker box 32 Circuit box 105 Reflector 301, 500, 505 Speaker device 310 Headpiece 311 Housing 315 Electronic circuit 320, 321 and 322 Speaker unit 330 Mid-range speaker box 331 Stereo speaker box 332 Circuit box 501 Signal processing unit 502 Speaker drive unit

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Abstract

音声を壁面で反射させても明瞭さを維持でき、かつ筐体のデザインの自由度が高いスピーカ装置を提供する。 スピーカ装置は、背面および上面に開口部を有する筐体と、背面の開口部に設けられた第１のスピーカユニットと、上面の開口部に設けられた第２のスピーカユニットと、第１のスピーカユニットに音声信号を供給するとともに第２のスピーカユニットに、音声信号の一部の音域成分の信号を供給する電子回路と、を備えている。

Description

スピーカ装置
　本発明は、部屋の壁面に音を反射させて音声を伝搬させるスピーカ装置に関する。
　従来、四角柱状の細長い筐体の四側面すべてに複数のスピーカユニットが設けられ、筐体を直立させて設置するスピーカ装置の発明が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このスピーカ装置は、各スピーカユニットがオーディオ信号を出力するタイミングを遅延・調整して、指向性を持たせた音波である音声ビームを出力する。このスピーカ装置は、音声ビームを部屋の床や天井の方向に出力して複数回反射させるので、間接音が多くの方向から聴取者に到達することになる。これにより、聴取者にスピーカ装置の明確な位置を感じさせないという効果が得られる。従来のスピーカ装置としては、以下のようなスピーカ装置が知られていた。
特開２００７－３７０５８号公報
特開平１１－０５５７８０号公報
　特許文献１に記載のスピーカ装置を、例えば部屋のコーナーに置き、このコーナーの壁に対向するスピーカユニットから音声を放音させると、部屋のコーナーにおいて中音域がこもって音声が不明瞭になるという問題がある。また、特許文献１に記載のスピーカ装置は、前記のように筐体の四側面すべてに複数のスピーカユニットが設けられているので装飾などを施すことができず、そのデザインが制限されてしまうという問題がある。
　そこで、本発明は、音声を壁面で反射させても明瞭さを維持でき、かつ筐体のデザインの自由度が高いスピーカ装置を提供することを目的とする。
　この発明のスピーカ装置は、背面及び上面に開口部を有する筐体と、前記背面の開口部に配置された少なくとも１つの第１スピーカユニットと、前記上面の開口部に配置された少なくとも１つの第２スピーカユニットと、前記少なくとも１つの第1スピーカユニットに音声信号を供給するとともに、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに前記音声信号の音域の一部の音域成分の信号を供給する電子回路と、を備えたことを特徴とする。
　この発明のスピーカ装置は、例えば部屋の壁際に設置される。背面側に設けられた第１のスピーカユニットから放音された音声は壁面で反射して部屋に伝搬する。放音された音声のうち一部の周波数成分が反射で減衰してこもった音声になっても、上向きに設置された第２のスピーカユニットによりその成分を補うことができる。
　また、本発明の他の形態では、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットの上方に配置され、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットから放音された音声を前記筐体の前面側に反射するリフレクタを、さらに備えるものであっても良い。
　また、前記電子回路は、前記音声信号の音域の中音域の成分の信号を前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに供給するものであっても良い。
　また、前記筐体は、前記上面に形成された前記開口部を含み、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットを収容する上層ボックス、前記背面に形成された前記開口部を含み、前記少なくとも１つの第１スピーカユニットを収容する中層ボックス、及び前記電子回路を収容する下層スピーカボックスを少なくとも含む複数の層に区切られるものであっても良い。
　また、前記少なくとも１つの第１スピーカユニットは、複数チャンネルの音声信号がそれぞれ供給される複数のスピーカユニットからなり、前記電子回路は、前記複数チャンネルの音声信号の各々から前記一部の音域成分の信号を抽出して合成した信号を前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに供給するものであっても良い。
　また、本発明のスピーカ装置は、前記音声信号の可聴周波数帯域から、人声を含む少なくとも中音域の成分の信号を取り出す第１フィルタと、前記音声信号の可聴周波数帯域から前記中音域の成分の信号以外の低音域及び高音域の成分の信号を取り出す第２フィルタと、をさらに備え、前記第１フィルタから出力された信号は、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに出力され、前記第２フィルタから出力された信号は、前記少なくとも１つの第１スピーカユニットに出力されるものであっても良い。
　また、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットは、前記低音域の放音特性が抑制された中音域用スピーカであり、前記第１フィルタは、前記低音域の成分を含む前記中音域以下の成分の信号を取り出すローパスフィルタであっても良い。
　また、前記音声信号は、左及び右チャンネルからなるステレオ信号であり、前記少なくとも１つの第１スピーカユニットとしての左及び右の第１スピーカユニットは、各々が左チャンネル及び右チャンネルの対応する一方の信号が入力されるものであり、前記少なくとも１つの第２スピーカとしての１つの第２スピーカユニットは、前記左及び右チャンネルが合成された信号が入力されるものであっても良い。
　この発明によれば、正面にスピーカユニットを設けず筐体のデザインの自由度を高くしても、放音される音声の明瞭さを確保することができる。
（Ａ）から（Ｃ）は、この発明の第１実施形態に係るスピーカ装置の外観図である。 スピーカ装置の内部構成図である。 スピーカ装置のスピーカグリルを取り外した状態の背面図である。 スピーカ装置の上端に設けられるヘッドピースの斜視図である。 スピーカ装置の設置形態の例を示す図である。 スピーカ装置の電子回路のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るスピーカ装置のブロック図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態のスピーカ装置に設けられたフィルタの特性を示す図である。 第２実施形態のスピーカ装置をステレオ構成にした場合の外観図である。 本発明の第３実施形態に係るスピーカ装置の構造図である。 第４実施形態のスピーカ装置のブロック図である。 （Ａ）から（Ｃ）は、本発明の第３実施形態に係るスピーカ装置の外観図である。 第４実施形態のスピーカ装置の設置形態の例を示す図である。 第４実施形態のスピーカ装置の電子回路のブロック図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るスピーカ装置について説明する。図１は、この発明の実施形態に係るスピーカ装置の外観図であり、図１（Ａ）が正面図、図１（Ｂ）が右側面図、図１（Ｃ）が背面図である。図２は、スピーカ装置の内部構成図である。図３は、スピーカグリルを取り外したスピーカ装置の背面図である。
　本発明の実施形態に係るスピーカ装置１は、複数のスピーカが収容される筐体１１、筺体１１を床面から支持する円板状のベース１４、および、筺体１１とベース１４とを接続する棒状のピロー１３を備えている。筐体１１は、ピロー１３およびベース１４によって支持されて鉛直方向に立設される。
　筐体１１は、略四角柱の形状をなしており、上方向に向けて若干幅が狭まっている。すなわち、正確には四角錐台形状（四角錐の頂点側（頭部）を底面に平行な面で水平に切削した形状）である。筐体１１の側面は、鉛直線に対して２パーセント傾斜している。スピーカ装置１は、２つの側面に挟まれる稜線部１９を正面（ユーザ方向）にして設置される。以下の説明では、正面方向を前方、背面方向を後方と呼ぶ。また、左右の方向は、正面方向のユーザからスピーカ装置１を見たときの方向を用いる。
　このスピーカ装置１では、スピーカユニットは、前向きでなく後ろ向きに設けられている。このため、図１（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、筺体１１の背面側にスピーカグリル１２が設けられている。これにより、スピーカ装置１の正面側には、スピーカグリル１２を設ける必要がなくなり、筐体１１前面の稜線部１９には、装飾用のＬＥＤ１６が設けられている。
　筐体１１の内部は、２枚の仕切り板によって仕切られており、上下方向に３つの空間を有する構造になっている。上部の空間がスピーカユニット２０を収容する中音域用スピーカボックス３０、中央部の空間がスピーカユニット２１、２２を収容するステレオスピーカボックス３１、下部の空間が電子回路１５を収容する回路ボックス３２として用いられる。
　図２および図３に示すように、ステレオスピーカボックス３１は、背面側に開口しており、この開口部にバッフル板２４が設けられている。このバッフル板２４は、平面ではなく、四角柱の筺体１１の形状に合わせて左右に湾曲している。このバッフル板２４に、スピーカユニット２１、２２、および、バスレフポート２３が取り付けられている。スピーカユニット２１は、右チャンネルのスピーカユニットであり、斜め右後方に向けて取り付けられている。スピーカユニット２２は、左チャンネルのスピーカユニットであり、斜め左後方に向けて取り付けられている。バスレフポート２３は、ダクトを介してステレオスピーカボックス３１内部に開口している。バッフル板２４は、スピーカグリル１２に覆われている。図１（Ｂ）に示すように、スピーカグリル１２は、ほぼ筺体１１と面一に形成された金属メッシュからなる。
　また、中音域用スピーカボックス３０は上面に開口しており、この開口部にスピーカユニット２０が上向きに取り付けられている。スピーカユニット２０のさらに上には、スピーカユニット２０から放音された音声を前方に反射するヘッドピース１０が設けられている。
　図４は、ヘッドピースの斜視図である。ヘッドピース１０は、放音口１１０を有する上部の本体部１０１と、本体部１０１の上面に配置された天板１０２と、下部のスカート１０６を備えている。本体部１０１の形状は略立方体である。ヘッドピース１０の底板１０３には、その中央部に円形の開口部１０３Ａが形成されている。開口部１０３Ａの口径は、スピーカユニット２０の口径とほぼ同じである。
　本体部１０１の内側には、背板１０４である２つの側面１１３，１１４に挟まれた辺の下側の頂点１０５Ｃと、放音口１１０である（切り欠かかれた）２つの側面１１１、１１２の上辺とをつなぐ２つの三角形の面であるリフレクタ１０５（１０５Ａ，１０５Ｂ）が形成されている。本体部１０１は略立方体であるため、リフレクタ１０５の左右の面１０５Ａ、１０５Ｂは、それぞれ底板１０３などの水平面に対して約４５度の角度をなしている。
　スピーカユニット２０の放音面は、ヘッドピース１０の下方かつ同じ中心軸で真上に向けて設置されている。また、ヘッドピース１０のリフレクタ１０５の面は、スピーカユニット２０の放音面に対向して配置され、その傾斜角度は約４５度である。そのため、スピーカユニット２０から上方向に放音された音声は、図４に示す矢印２０１のようにリフレクタ１０５で反射されて左右の斜め前方に広がるように伝搬される。これにより、スピーカユニット２０から音声が上向きに放音されても、リフレクタ１０５で反射されて筐体１１側面の前面側から前方左右方向に、損失少なく伝搬することが可能になる。
　図５は、スピーカ装置１の設置形態の一例を示す図である。スピーカ装置１は、部屋の隅（例えばコーナー）に壁を背にして設置される。正面側には、スピーカユニットやスピーカグリルがなく、装飾的なＬＥＤ照明１６が設けられているため、一般のスピーカ装置とは異なり装飾的なインテリアとしても機能する。
　スピーカ装置１に音声信号が入力されたとき、スピーカユニット２２、２１から、左右チャンネルの音声がそれぞれ放音される。スピーカユニット２１、２２は背面方向（壁向きに）設けられているため、スピーカユニット２１、２２から放音された左右チャンネルの音声は、壁面で反射して前方（室内方向）に伝搬する。スピーカユニット２１、２２から放音された音声のうち、高音域の音声は直進性が強いため壁で良く反射する。また、低音域の音声は聴感上定位感が強くないため、壁面付近で鳴っているように聴こえてもユーザ（聴取者）にとって違和感が少ない。一方、中音域の音声は、人の話し声や歌声を含む音域であり、壁面で反射させると減衰が大きく、いわゆる「こもり」となって音声の明瞭度を低下させてしまう。そこで、このスピーカ装置１は、左右チャンネルの音声から中音域の成分を抽出し、この中音域の音声を上向きのスピーカユニット２０から放音する。スピーカユニット２０は上向きであるが、その上に設けられているヘッドピース１０により、放音された中音域の音声は良好に前方に伝搬する。これにより、ユーザに、低音域から高音域までの音声を違和感なく明瞭に聴かせることが可能になる。
　筺体１１の回路ボックス３２には電子回路１５が内蔵されている。図６は、電子回路１５の主要部のブロック図である。電子回路１５は、コントローラ５０、信号処理部５１、オーディオアンプ５２、入力選択部５３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信回路５４、ケーブルコネクタ５５、ＬＥＤ点灯回路５６などを有している。
　コントローラ５０は、マイコンで構成される。コントローラ５０には、赤外線リモコン（不図示）によって送信される赤外線信号を受光する受光回路４０が接続されている。受光回路４０は、受光した赤外線信号を電子信号に変換してコントローラ５０に入力する。コントローラ５０は、受光回路４０から入力された信号に基づいて、入力選択部５３における入力信号の選択、信号処理部５１における音質の調整、オーディオアンプ５２の音量の調整、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信回路５４のオン／オフやパスワードの設定、および、ＬＥＤ１６の点灯制御などを行う。
　信号処理部５１は、入力選択部５３から入力された（２チャンネルステレオ）のオーディオ信号の音質を調整するとともに、左右チャンネルの信号から中音域の成分を取り出してこれを合成し、第３チャンネルのオーディオ信号として出力する。すなわち、信号処理部５１は、機能的にバンドパスフィルタ６６，６７、および、ミキサ６８を内蔵している。また、オーディオアンプ５２は、機能的に、３チャンネルの増幅回路６４，６５，６９を有しており、それぞれ左チャンネル、右チャンネルおよび中音域のオーディオ信号を増幅する。増幅回路６４は、左チャンネルの音声信号を増幅し、その信号をスピーカ２２に出力する。増幅回路６５は、右チャンネルの音声信号を増幅し、その信号をスピーカ２１２に出力する。
　バンドパスフィルタ６６は、左チャンネルの音声信号のうち、中音域（一例として、１００Ｈｚ～７ｋＨｚ）を抽出してミキサ６８に出力する。バンドパスフィルタ６７も同様に、右チャンネルの音声信号のうち、中音域を抽出してミキサ６８に出力する。ミキサ６８は、入力された左チャンネルの中音域の音声信号と右チャンネルの中音域の音声信号を合成し、この合成信号をアンプ６９に出力する。アンプ６９は、中音域の合成信号を増幅してスピーカユニット２０に出力する。したがって、スピーカユニット２０からは、左右チャンネルの中音域の音声が放音される。
　図５に示したように、スピーカ装置１が背面側を部屋の壁に向けて設置された場合、スピーカユニット２１，２２から放音された音声は壁面で反射される。これにより、スリムな筐体から放音された音声でも広がりを持った響きにすることができる。このとき、中音域の音声が壁面での反射によって不明瞭になっても、スピーカユニット２０から中音域の音声が放音されるので、左右チャンネルの音声の全音域を明瞭に響かせることができる。
　また、筐体１１の前面にスピーカユニットやスピーカグリルを設けていないので、前面側のデザインの自由度も高くなる。
　バンドパスフィルタ６６が抽出する中音域は、概ね１００Ｈｚ～７ｋＨｚの周波数帯域であるがこれに限定されない。また、１００Ｈｚ～７ｋＨｚの範囲内の一部の帯域であってもよい。また、バンドパスフィルタ６６が抽出する帯域は、中音域に限定されない。中音域以外の帯域の音声をスピーカユニット２０から放音するようにしても、それぞれの帯域に応じた効果を得ることが可能である。
　また、この実施形態では、背面のスピーカユニット２１、２２に全帯域の音声を放音させるようにしているが、上向きのスピーカユニット２０から放音する帯域成分を除去した信号をスピーカユニット２１、２２から放音するようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、背面には２つのスピーカユニット２１，２２を設けているが、個数は２個に限定されない。また、放音する音声のチャンネル数も２チャンネルに限定されない。たとえば、モノラルであっても良い。
　なお、スピーカ装置１の筐体１１の形状は四角錐台形状に限るものではなく、円錐台形状、円柱状、多角柱状など概ね柱状であればよい。
　スピーカユニット２１，２２が、本発明の第１のスピーカユニットに対応する。スピーカユニット２０が、本発明の第２のスピーカユニットに対応する。この実施形態のいずれの構成部も、本発明の趣旨を損なわない範囲で変形は自由である。
以下に、第２乃至第４実施形態について説明する。なお、第２乃至第４実施形態の説明においては、第１実施形態で用いられる部材については同じ符号を付して説明を省略することがある。ここで、第２乃至第４実施形態は、以下の知見に基づいて創出されたものである。
　一般に２ウェイスピーカ装置は、中低音用スピーカユニットと高音用スピーカユニットで構成される（たとえば特許文献２参照）。このスピーカ装置では、低音域の音声と中音域の音声が同じスピーカユニットから放音される、また、帯域別にオーディオ・アンプが分離されている場合でも同じオーディオ・アンプで増幅される。このため、低音域をブーストするなどの音質調整をした場合、中音域もこの調整の影響を受けて、若干ブーストされ、完全に帯域を切り離した制御をすることが困難である。また、低音域の影響を受けて中音域もブーストされてしまうと、オーディオ・アンプに大きな負荷がかかってしまう。
　一方、前面のデザイン性を重視するなどの目的で、スピーカを背面に設けることも考えられる。たとえば、四角柱状の細長い筐体の四側面すべてに複数のスピーカユニットが設けられ、筐体を直立させて設置するスピーカ装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このスピーカ装置は、各スピーカユニットがオーディオ信号を出力するタイミングを遅延・調整して、指向性を持たせた音波である音声ビームを出力する。このスピーカ装置は、音声ビームを部屋の床や天井の方向に出力して複数回反射させるので、間接音が多くの方向から聴取者に到達することになる。これにより、聴取者にスピーカ装置の明確な位置を感じさせないという効果が得られる。
　特許文献１に記載のスピーカ装置を、例えば部屋のコーナーに置き、このコーナーの壁に対向するスピーカユニットから音声を放音させると、部屋のコーナーにおいて中音域がこもって音声が不明瞭になるという問題がある。また、特許文献１に記載のスピーカ装置は、前記のように筐体の四側面すべてに複数のスピーカユニットが設けられているので装飾などを施すことができず、そのデザインが制限されてしまうという問題がある。
　そこで、第２乃至第４実施形態は、２ウェイスピーカ装置の音質の制御性を改善するとともに、音声を壁面で反射させても明瞭さを維持でき、かつ筐体のデザインの自由度が高いスピーカ装置を提供することを目的として創出されたものである。
　図面を参照して本発明の第２実施形態であるスピーカ装置について説明する。図７～図９は、本発明の第２実施形態を説明する図である。図７はスピーカ装置のブロック図、図８はフィルタの特性を示す図、図９は２台のスピーカ装置を用いてステレオ構成にした形態を示す図である。
　スピーカ装置５００は、低音域と高音域の放音を担当するフルレンジのスピーカユニット５１０、および、中音域の放音を担当するミッドレンジ用のスピーカユニット５１１を有している。ここで、中音域は主として人の声をカバーする周波数帯域であり、例えば１００Ｈｚ～７０００Ｈｚの範囲である。なお、中音域はこれに限定されない。たとえば、電話回線の使用帯域である３００～３４００Ｈｚとしてもよい。高音域は中音域よりも高い周波数帯域、低音域は中音域よりも低い周波数帯域である。以下、中音域の下限周波数をＦＬと呼び、中音域の上限周波数をＦＨと呼ぶ。
　図７のブロック図において、スピーカ装置５００は、オーディオ信号入力部５１２、信号処理部５０１、スピーカ駆動部５０２、および、スピーカユニット５１０、５１１を有している。信号処理部５０１は、ローパスフィルタ５２０，５２７、ハイパスフィルタ５２１、ゲイン調整部５２３，５２４，５２８、および、加算器５２５を有している。また、スピーカ駆動部５０２は、アンプ５２６，５２９を有している。
　オーディオ信号入力部５１２は、オーディオ信号を入力し、ローパスフィルタ５２０，５２７、および、ハイパスフィルタ５２１に供給する。ローパスフィルタ５２７は、中音域の上限周波数ＦＨ以下の信号を通過させるフィルタである。ローパスフィルタ５２７の周波数特性を図８（Ａ）に示す。ローパスフィルタ５２７を通過したオーディオ信号は、ゲイン調整部５２８でゲインが調整され、アンプ５２９で増幅されてスピーカユニット５１１に供給される。ローパスフィルタ５２７から出力されたオーディオ信号には低音域の成分も含まれ、この信号がスピーカユニット５１１に供給されるが、スピーカユニット５１１がミッドレンジ用のスピーカユニットで、図８（Ａ）の点線に示すように低音域が出ない特性であるため、スピーカユニット５１１から放音される音声は、図８（Ａ）のフィルタ特性を点線で修正したような中音域の音声である。なお、ローパスフィルタ５２７は、中音域のバンドパスフィルタでもよい。ゲイン調整部５２８は、ローパスフィルタ５２７に含まれていてもよい。
　ローパスフィルタ５２０は、中音域の下限周波数ＦＬ以下の信号を通過させるフィルタである。ローパスフィルタ５２０の周波数特性を図８（Ｂ）に示す。左側の曲線ＬＰＦがローパスフィルタ５２０の特性である。ローパスフィルタ５２０を通過した低音域のオーディオ信号は、ゲイン調整部５２３でゲインが調整されたのち加算器５２５に入力される。ハイパスフィルタ５２１は、中音域の上限周波数ＦＨ以上の信号を通過させるフィルタである。ハイパスフィルタの周波数特性を図８（Ｂ）に示す。右側の曲線ＨＰＦがハイパスフィルタ５２１の特性である。ハイパスフィルタ５２１を通過した高音域のオーディオ信号は、ゲイン調整部５２４でゲインが調整されたのち加算器５２５に入力される。加算器５２５は、低音域のオーディオ信号および高音域のオーディオ信号を加算合成する。この加算合成されたオーディオ信号は、アンプ５２６で増幅されてスピーカユニット５１０に供給される。なお、ゲイン調整部５２３、５２４は、それぞれローパスフィルタ５２０、ハイパスフィルタ５２１に含まれていてもよい。
　このように、低音域の成分信号と高音域の成分信号を同じアンプで増幅して同じスピーカユニット５１０から放音するとともに、中音域の成分信号を低音域の成分信号と別のアンプで増幅し別のスピーカユニットから放音することにより、２ウェイのスピーカ装置で、高音域、中音域、低音域を分離することができ、独立したゲイン調整が容易になる。また、例えば低音域をブーストする場合、中低音／高音で系統を分ける従来のスピーカ装置では、中音域も低音域のブーストの影響を受けてゲインが上昇してしまい、中音域の音質が変化するうえ、中低音を増幅するアンプに負担を掛けることになるが、図７～９に示したスピーカ装置５００では、低音域をブーストしても中音域に影響を与えることがなく、音質が変化したり、スピーカユニットに負担を掛けることがない。
　なお、この実施形態において、スピーカユニット５１０を装置の背面に設けてもよい。
　図９は、図７に示したスピーカ装置５００を２台用いてステレオ構成にした形態を示した図である。このステレオスピーカシステムは、左チャンネルのスピーカ装置５００Ｌと右チャンネルのスピーカ装置５００Ｒからなる。また、図１０は、図７～図９に示した２ウェイスピーカの帯域分離の方式を用いて構成された、本発明の第３実施形態である一体型のステレオスピーカ装置５０５を示す図である。
　図１０のスピーカ装置５０５は、前面に１つの中音域用のスピーカユニット５１１Ｃ、背面に２つ（左右チャンネル）のフルレンジスピーカユニット５１０Ｌ、５１０Ｒを備えている。なお、図１０では、前面の中音域用のスピーカユニット５１１Ｃは、スピーカユニット自体が前方に向けて設けられているが、スピーカユニットの設置方向は前向きに限定されない。例えば、スピーカユニットを上向きに設置し、放音された音波を前方に反射させるリフレクタを設けてもよい。
　図１１は、図１０に示したスピーカ装置５０５のブロック図である。このブロック図において、信号処理部５０１は、ローパスフィルタ５２０Ｌ，５２０Ｒ，５２７Ｌ，５２７Ｒ、ハイパスフィルタ５２１Ｌ，５２１Ｒ、ゲイン調整部５２３Ｌ，５２３Ｒ，５２４Ｌ，５２４Ｒ，５２８Ｌ，５２８Ｒ、および、加算器５２５Ｌ，５２５Ｒ，５３０Ｃを有している。また、スピーカ駆動部５０２は、アンプ５２６Ｌ，５２６Ｒ，５２９Ｃを有している。
　左チャンネルオーディオ信号入力部５１２Ｌは、左チャンネルのオーディオ信号を入力し、ローパスフィルタ５２０Ｌ，５２７Ｌ、および、ハイパスフィルタ５２１Ｌに供給する。ローパスフィルタ５２０Ｌは、中音域の下限周波数ＦＬ以下の信号を通過させるフィルタである。ローパスフィルタ５２０Ｌを通過した低音域のオーディオ信号は、ゲイン調整部５２３Ｌでゲインが調整されたのち加算器５２５Ｌに入力される。ハイパスフィルタ５２１Ｌは、中音域の上限周波数ＦＨ以上の信号を通過させるフィルタである。ハイパスフィルタ５２１Ｌを通過した高音域のオーディオ信号は、ゲイン調整部５２４Ｌでゲインが調整されたのち加算器５２５Ｌに入力される。加算器５２５Ｌは、左チャンネルの低音域および高音域のオーディオ信号を加算合成する。この加算合成されたオーディオ信号は、アンプ５２６Ｌで増幅されてスピーカユニット５１０Ｌに供給される。なお、ゲイン調整部５２３Ｌ、５２４Ｌは、それぞれローパスフィルタ５２０Ｌ、ハイパスフィルタ５２１Ｌに含まれていてもよい。
　右チャンネルオーディオ信号入力部５１２Ｒは、右チャンネルのオーディオ信号を入力し、ローパスフィルタ５２０Ｒ，５２７Ｒ、および、ハイパスフィルタ５２１Ｒに供給する。
　ローパスフィルタ５２０Ｒは、中音域の下限周波数ＦＬ以下の信号を通過させるフィルタである。ローパスフィルタ５２０Ｒを通過した低音域のオーディオ信号は、ゲイン調整部５２３Ｒでゲインが調整されたのち加算器５２５Ｒに入力される。ハイパスフィルタ５２１Ｒは、中音域の上限周波数ＦＨ以上の信号を通過させるフィルタである。ハイパスフィルタ５２１Ｒを通過した高音域のオーディオ信号は、ゲイン調整部５２４Ｒでゲインが調整されたのち加算器５２５Ｒに入力される。加算器５２５Ｒは、左チャンネルの低音域および高音域のオーディオ信号を加算合成する。この加算合成されたオーディオ信号は、アンプ５２６Ｒで増幅されてスピーカユニット５１０Ｒに供給される。なお、ゲイン調整部５２３Ｒ、５２４Ｒは、それぞれローパスフィルタ５２０Ｒ、ハイパスフィルタ５２１Ｒに含まれていてもよい。
　また、左チャンネルのローパスフィルタ５２７Ｌは、中音域の上限周波数ＦＨ以下の信号を通過させるフィルタである。ローパスフィルタ５２７Ｌを通過したオーディオ信号は、ゲイン調整部５２８Ｌでゲインが調整され、加算器５３０Ｃに入力される。右チャンネルのローパスフィルタ５２７Ｒは、中音域の上限周波数ＦＨ以下の信号を通過させるフィルタである。ローパスフィルタ５２７Ｒを通過したオーディオ信号は、ゲイン調整部５２８Ｒでゲインが調整され、加算器５３０Ｃに入力される。加算器５３０Ｃは、加算器５３０Ｃは、左右チャンネルの中音域のオーディオ信号を加算合成する。この加算合成されたオーディオ信号は、アンプ５２９Ｃで増幅されてスピーカユニット５１１Ｃに供給される。なお、ゲイン調整部５２８Ｌ、５２８Ｒは、それぞれローパスフィルタ５２７Ｌ、ローパスフィルタ５２７Ｒに含まれていてもよい。
　ローパスフィルタ５２７Ｌ、Ｒから出力されたオーディオ信号には低音域の成分も含まれるが、スピーカユニット５１１Ｃがミッドレンジ用のスピーカユニットで低音域の音声がでない特性であるため、スピーカユニット５１１Ｃから放音される音声は、上述の図８（Ａ）のフィルタ特性を点線のスピーカ特性で修正した中音域の音声である。なお、ローパスフィルタ５２７Ｌ、Ｒは、中音域のバンドパスフィルタでもよい。
　図１０、図１１のような一体型ステレオスピーカの構成にし、前面の１つのスピーカユニット５１１Ｃから左右チャンネル合成された中音域の音声を放音し、背面の２つのスピーカユニット５１０Ｌ、５１０Ｒから低音域および高音域の音声を左右チャンネル別々に放音することにより、このスピーカ装置は、図７～図９のスピーカ装置の特徴に加えて以下のような特徴を備える。
　前面に小さいスピーカユニットが１つであるため、また上向きに設ければ前面のスピーカが無いため、前面のデザイン性を良くすることができる。
　背面には大型のスピーカユニットを設けることが可能であるため、前面のデザイン性を損ねることなく音質のよい低音を放音することができる。
　高音域を背面の２つのスピーカユニットから放音することにより、壁の反射を用いて左右のステレオ感を出すことができる。
　前面のスピーカユニットから、人の声などの中音域を放音することにより、こもりのないクリアな聴感を実現することができる。
　なお、図１０、図１１に示した実施形態では、中音域用のスピーカユニット５１１Ｃを前面に１つ設けたが、中音域のステレオ感を強調したい場合などには、前面に左右チャンネル用の中音域用スピーカユニットをそれぞれ設けてもよい。
　以下、図面を参照して本発明の第４実施形態に係るスピーカ装置について説明する。このスピーカ装置３０１は、図１０，図１１に示したスピーカ装置５０５を縦長にして、前面のスピーカユニット５１１Ｃを筐体の上方に上向きに設けた形状をしている。図１２は、このスピーカ装置３０１の外観図であり、図１２（Ａ）が正面図、図１２（Ｂ）が右側面図、図１２（Ｃ）が背面図である。
　スピーカ装置３０１は、複数のスピーカが収容される筐体３１１、筺体３１１を床面から支持する円板状のベース３１４、および、筺体３１１とベース３１４とを接続する棒状のピロー３１３を備えている。筐体３１１は、ピロー３１３およびベース３１４によって支持されて鉛直方向に立設される。
　筐体３１１は、略四角柱の形状をなしており、上方向に向けて若干幅が狭まっている。すなわち、正確には四角錐台形状（四角錐の頂点側（頭部）を底面に平行な面で水平に切削した形状）である。筐体３１１の側面は、鉛直線に対して２パーセント傾斜している。スピーカ装置３０１は、２つの側面に挟まれる稜線部３１９を正面（ユーザ方向）にして設置される。以下の説明では、正面方向を前方、背面方向を後方と呼ぶ。また、左右の方向は、正面方向のユーザからスピーカ装置３０１を見たときの方向を用いる。
　このスピーカ装置３０１では、図７（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、スピーカユニット５１０Ｌ、Ｒが後ろ向きに設けられており、筺体３１１の背面側にスピーカグリル３１２が設けられている。これにより、スピーカ装置３０１の正面側には、スピーカグリル３１２を設ける必要がなくなる。
　筐体３１１の内部は、２枚の仕切り板によって仕切られており、上下方向に３つの空間を有する構造になっている。上部の空間がスピーカユニット５１１Ｃを収容する中音域用スピーカボックス３３０、中央部の空間がスピーカユニット５１０Ｌ、Ｒを収容するステレオスピーカボックス３３１、下部の空間が電子回路３１５を収容する回路ボックス３３２として用いられる。
　また、中音域用スピーカボックス３３０は上面に開口しており、この開口部にスピーカユニット５１１Ｃが上向きに取り付けられている。スピーカユニット５１１Ｃのさらに上には、スピーカユニット５１１Ｃから放音された音声を前方に反射するヘッドピース３１０が設けられている。
　なお、第４実施形態のヘッドピース３１０は、図４に示されるヘッドピース１０と同じ構成である。
　図１３は、スピーカ装置３０１の設置形態の一例を示す図である。スピーカ装置３０１は、部屋の隅（例えばコーナー）に壁を背にして設置される。正面側には、スピーカユニットやスピーカグリルがないため、一般のスピーカ装置とは異なり装飾的なインテリアとしても機能する。
　スピーカ装置３０１に音声信号が入力されたとき、スピーカユニット５１０Ｌ、Ｒから、左右チャンネルの音声がそれぞれ放音される。スピーカユニット５１０Ｌ、Ｒは背面方向（壁向きに）設けられているため、スピーカユニット５１０Ｌ、Ｒから放音された左右チャンネルの音声は、壁面で反射して前方（室内方向）に伝搬する。スピーカユニット５１０Ｌ、Ｒから放音された音声のうち、高音域の音声は直進性が強いため壁で良く反射し、聴取者にステレオ感を与えることに寄与する。また、低音域の音声は聴感上定位感が強くないため、壁面付近で鳴っているように聴こえてもユーザ（聴取者）にとって違和感が少ない。一方、中音域の音声は、人の話し声や歌声を含む音域であり、壁面で反射させると減衰が大きく、いわゆる「こもり」となって音声の明瞭度を低下させてしまう。そこで、このスピーカ装置３０１は、左右チャンネルの音声から中音域の成分を抽出し、この中音域の音声を上向きのスピーカユニット５１１Ｃから放音する。スピーカユニット５１１Ｃは上向きであるが、その上に設けられているヘッドピース３１０により、放音された中音域の音声は良好に前方に伝搬する。これにより、ユーザに、低音域から高音域までの音声を違和感なく明瞭に聴かせることが可能になる。
　筺体３１１の回路ボックス３３２には電子回路３１５が内蔵されている。図１４は、電子回路３１５の主要部のブロック図である。電子回路３１５は、コントローラ３５０、信号処理部５０１、オーディオアンプ５０２、入力選択部３５３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信回路３５４、ケーブルコネクタ３５５などを有している。
　コントローラ３５０は、マイコンで構成される。コントローラ３５０には、赤外線リモコン（不図示）によって送信される赤外線信号を受光する受光回路３４０が接続されている。受光回路３４０は、受光した赤外線信号を電子信号に変換してコントローラ３５０に入力する。コントローラ３５０は、受光回路３４０から入力された信号に基づいて、入力選択部３５３における入力信号の選択、信号処理部３５１における音質の調整、オーディオアンプ３５２の音量の調整、および、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信回路３５４のオン／オフやパスワードの設定などを行う。
　信号処理部５０１は、図１１に示したものと同様の構成であり、入力選択部３５３から入力された（２チャンネルステレオ）のオーディオ信号の音質を調整するとともに、左右チャンネルの信号から中音域の成分を取り出してこれを合成し、第３チャンネル（センタチャンネル）のオーディオ信号として出力する。また、スピーカ駆動部５０２は、図１１に示したものと同様の構成であ・BR>閨A３チャンネルのアンプ５２６Ｌ，Ｒおよびアンプ５２９を有しており、それぞれ左チャンネル、右チャンネルおよび中音域のオーディオ信号を増幅し、増幅した信号をそれぞれスピーカユニット５１０Ｌ、Ｒおよびスピーカユニット５１１Ｃに出力する。
　図１３に示したように、スピーカ装置３０１が背面側を部屋の壁に向けて設置された場合、スピーカユニット５１０Ｌ，５１０Ｒから放音された音声は壁面で反射（主に高音域）される。これにより、スリムな筐体から放音された音声でも広がりを持った響きにすることができる。このとき、中音域の音声が含まれていると壁面での反射によって不明瞭になってしまうが、本願では中音域の音声はスピーカユニット５１１Ｃから前面方向に放音されるので、左右チャンネルの音声の全音域を広がり感を持たせて上で明瞭に響かせることができる。また、筐体３１１の前面にスピーカユニットやスピーカグリルを設けていないので、前面側のデザインの自由度も高くなる。さらに、隣接する音域を１つのスピーカーユニットから出力していないので、高音域、中音域、低音域の独立したゲイン調整が可能となる。
　なお、スピーカ装置３０１の筐体３１１の形状は四角錐台形状に限るものではなく、円錐台形状、円柱状、多角柱状など概ね柱状であればよい。この実施形態のいずれの構成部も、本発明の趣旨を損なわない範囲で変形は自由である。なお、第４実施形態において、スピーカユニット５１１Ｃは上向きに音声を放音するものとされていたが、この構成に限られることはなく、例えば、第２実施形態及び第３実施形態のように前方に音声を放音するものとすることができる。すなわち、スピーカ装置３０１は、入力された音声信号の可聴周波帯域から、人声を含む中音域成分信号を取り出す第１フィルタと、前記中音域成分信号以外の低音域成分信号及び高音域成分信号を取り出す第２フィルタと、前記第１フィルタから出力された信号を放音する第２スピーカユニットと、前記第２フィルタから出力された信号を放音する第１スピーカユニットと、を備えるものとすることができる。
１　スピーカ装置　１０　ヘッドピース　１１　筐体　１５　電子回路　２０、２１、２２　スピーカユニット　３０　中音域用スピーカボックス　３１　ステレオスピーカボックス　３２　回路ボックス　１０５　リフレクタ　３０１、５００、５０５　スピーカ装置　３１０　ヘッドピース　３１１　筐体　３１５　電子回路　３２０、３２１、３２２　スピーカユニット　３３０　中音域用スピーカボックス　３３１　ステレオスピーカボックス　３３２　回路ボックス　５０１　信号処理部　５０２　スピーカ駆動部

Claims (8)

  1. 　背面及び上面に開口部を有する筐体と、
    　前記背面の開口部に配置された少なくとも１つの第１スピーカユニットと、
    　前記上面の開口部に配置された少なくとも１つの第２スピーカユニットと、
    　前記少なくとも１つの第1スピーカユニットに音声信号を供給するとともに、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに前記音声信号の音域の一部の音域成分の信号を供給する電子回路と、
    　を備えるスピーカ装置。
  2. 　前記少なくとも１つの第２スピーカユニットの上方に配置され、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットから放音された音声を前記筐体の前面側に反射するリフレクタを、さらに備える請求項１に記載のスピーカ装置。
  3. 　前記電子回路は、前記音声信号の音域の中音域の成分の信号を前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに供給するものである請求項１又は２に記載のスピーカ装置。
  4. 　前記筐体は、前記上面に形成された前記開口部を含み、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットを収容する上層ボックス、前記背面に形成された前記開口部を含み、前記少なくとも１つの第１スピーカユニットを収容する中層ボックス、及び前記電子回路を収容する下層スピーカボックスを少なくとも含む複数の層に区切られるものである請求項１から３のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
  5. 　前記少なくとも１つの第１スピーカユニットは、複数チャンネルの音声信号がそれぞれ供給される複数のスピーカユニットからなり、
    　前記電子回路は、前記複数チャンネルの音声信号の各々から前記一部の音域成分の信号を抽出して合成した信号を前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに供給するものである請求項１から４のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
  6. 　前記音声信号の可聴周波数帯域から、人声を含む少なくとも中音域の成分の信号を取り出す第１フィルタと、
    　前記音声信号の可聴周波数帯域から前記中音域の成分の信号以外の低音域及び高音域の成分の信号を取り出す第２フィルタと、
    　をさらに備え、
    　前記第１フィルタから出力された信号は、前記少なくとも１つの第２スピーカユニットに出力され、
    　前記第２フィルタから出力された信号は、前記少なくとも１つの第１スピーカユニットに出力されるものである請求項１から５のいずれか１項に記載のスピーカ装置。
  7. 　前記少なくとも１つの第２スピーカユニットは、前記低音域の放音特性が抑制された中音域用スピーカであり、
    　前記第１フィルタは、前記低音域の成分を含む前記中音域以下の成分の信号を取り出すローパスフィルタである請求項６に記載のスピーカ装置。
  8. 　前記音声信号は、左及び右チャンネルからなるステレオ信号であり、
    　前記少なくとも１つの第１スピーカユニットとしての左及び右の第１スピーカユニットは、各々が左チャンネル及び右チャンネルの対応する一方の信号が入力されるものであり、
    　前記少なくとも１つの第２スピーカとしての１つの第２スピーカユニットは、前記左及び右チャンネルが合成された信号が入力されるものである請求項６又は７に記載のスピーカ装置。
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