WO2022180686A1 - 音響システム - Google Patents

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    • H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
    • H04R5/023—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers in a chair, pillow

Definitions

  • the present invention relates to sound reproduction technology that can be used in audio systems installed in seats of aircraft, automobiles, and the like.
  • Non-Patent Document 1 users used earphones and headphones to watch movies and listen to music on airplanes (see Non-Patent Document 1). This is because the use of a speaker causes the reproduced sound to reach the surroundings of the user, causing annoyance to other users.
  • wearing earphones and headphones is a hassle for users.
  • some users do not like wearing them because their hairstyles are messed up.
  • Some users do not like the pressure on the ears caused by wearing them.
  • wearing earphones or headphones for a long time may cause the user to feel tired.
  • an object of the present invention is to provide an acoustic system for users who use seats in airplanes, automobiles, etc., which reproduces sounds inaudible to surrounding users without using earphones or headphones.
  • One aspect of the present invention is an acoustic system including a speaker system configured by one speaker unit that emits sound based on an acoustic signal of a predetermined sound source, wherein the sound emitted from the speaker unit is the The sound emitted from the speaker unit in the rearward direction can be heard in an audible region near the speaker unit, and the sound emitted from the speaker unit in the frontal direction is reflected in the frontal direction. The sound and the sound emitted from the speaker unit in the rearward direction cancel each other out in the frontal region far from the speaker unit.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining directivity of sound emitted from a speaker
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining directivity of sound emitted from a speaker unit
  • FIG. 4 is a diagram for explaining sounds emitted from a pair of speaker units
  • FIG. 4 is a diagram for explaining directivity of sound emitted from a pair of speaker units; It is a figure which shows the state of experiment (positional relationship of a speaker and a microphone). It is a figure which shows the state of experiment (positional relationship of a speaker unit and a microphone).
  • FIG. 4 is a diagram showing an experiment (positional relationship between speaker unit pairs and microphones); It is a figure which shows the mode of experiment (another measurement position).
  • FIG. 1 shows an example of a sound system installed in an aircraft seat;
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an audio system 100;
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an acoustic system 200;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a speaker unit 1221 to which a baffle plate 1222 is attached;
  • 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a conference call device to which the sound system 200 is applied;
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an audio system 100;
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of an acoustic system 200;
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a speaker unit 1221 to which a baffle plate 1222 is attached;
  • 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a conference call device to which the sound system 200 is applied;
  • FIG. 1 shows an example of a sound system installed in
  • a speaker usually consists of a speaker unit and a speaker box.
  • a speaker unit is a component that includes a diaphragm that converts an acoustic signal, which is an electrical signal, into air vibrations (that is, generates sound waves).
  • the speaker box is a component that accommodates the speaker unit.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the directivity of sound emitted from a speaker. As shown in FIG. 1, positive sound waves will be radiated from the speaker in all directions, while negative sound waves will not leave the speaker box. As a result, the sound emitted from the speaker can be heard over a wide range.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the directivity of sound emitted from a speaker unit.
  • the directivity of sound emitted from a speaker unit which is a bare speaker
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the directivity of sound emitted from a speaker unit.
  • the sound emitted from the speaker unit has bidirectional characteristics.
  • the present invention utilizes this bidirectionality.
  • two speaker units are arranged to form a speaker unit pair.
  • the diaphragms of the two speaker units vibrate and emit sounds based on these two acoustic signals.
  • sounds in all directions are eliminated except for the vicinity of the pair of speaker units. That is, the sound is muted only at positions sufficiently distant from the speaker unit pair, and the sound is not muted near the speaker unit pair.
  • the reason why the sound is not canceled in the vicinity of the speaker unit pair is that the phases of the sound wave radiated from the front of the speaker unit and the sound wave coming around from the back of the speaker unit do not match in the vicinity of the speaker unit pair.
  • 9, 10, 11, and 12 are diagrams showing experimental results, showing the relationship between frequency and attenuation under conditions 1, 2, 3, and 4, respectively.
  • Each figure shows four curves, one curve pointed by an arrow is the sound picked up by a microphone located 5 cm or 2 cm from the front, and the other three curves are the front, The sound was picked up by a microphone located 100 cm from the back and sides.
  • the curve at the position of 5 cm or 2 cm from the front is located near the speaker or the like, so the gain is very large. Therefore, in order to make it easier to see, the curve at the position 5 cm from the front is plotted at -25 dB from the three curves at the position 100 cm.
  • a system that reproduces an acoustic signal obtained based on an object to be reproduced is called an audio system.
  • the acoustic system includes a speaker system for emitting an acoustic signal as sound (hereinafter, this sound is referred to as sound based on the acoustic signal).
  • the speaker system is a device that converts an acoustic signal, which is an analog signal, into sound.
  • the object to be reproduced is, for example, data recorded on a CD, DVD, or record, data received via the Internet, or a signal received by radio broadcasting or television broadcasting. data or signals from which
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an acoustic system installed in an aircraft seat.
  • the sound system in FIG. 13 is installed on a seat so as to sandwich the head of a seated user, and two pairs of speaker units are arranged near the left and right ears.
  • Such a sound system can be installed in vehicles other than aircraft such as automobiles and trains, in reclining chairs, etc., and can also be installed in a wearable form such as being carried on the shoulder.
  • a driver unit pair in which two driver units are arranged, may be installed in each of the left and right units of the headphone or earphone, which corresponds to the speaker unit pair.
  • Headphones are generally divided into two types: open type and closed type. Applying the above technology to the open type, which is particularly concerned about sound leakage, reduces sound leakage. There is expected.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the audio system 100.
  • the acoustic system 100 includes a playback device 110 and a speaker system 120.
  • the speaker system 120 is a speaker system.
  • the playback device 110 includes N (where N is an integer equal to or greater than 1) playback units 112 (that is, the first playback unit 112, . . . , the Nth playback unit 112).
  • the speaker system 120 also includes N speaker unit pairs 122 (that is, the first speaker unit pair 122, . . . , the Nth speaker unit pair 122).
  • Speaker unit pair 122 includes two speaker units (ie, positive speaker unit 1221 and negative speaker unit 1221).
  • the negative speaker unit 1221 receives an acoustic signal that is opposite in phase to the acoustic signal that is input to the positive speaker unit 1221 .
  • the speaker system 120 is installed near the head of the user who uses the seat.
  • the nth user direction is the front direction of the positive speaker unit 1221 and the negative speaker unit 1221 of the nth speaker unit pair 122 .
  • the direction opposite to the n-th user direction is the back direction of the positive speaker unit 1221 and the negative speaker unit 1221 of the n-th speaker unit pair 122 .
  • the sound can be heard only near the seat where the speaker system 120 is installed, as described in ⁇ Technical Background>.
  • the sound emitted from the negative speaker unit 1221 of the n-th speaker unit pair 122 toward the n-th user and the sound emitted from the negative speaker unit 1221 of the n-th speaker unit pair 122 in the direction opposite to the n-th user direction The generated sounds are in opposite phase relation to each other.
  • ⁇ Second embodiment> an acoustic system to which the experimental results of Condition 2 and Condition 3 described in ⁇ Technical Background> are applied will be described. That is, the acoustic system of this embodiment is configured using a speaker system including one speaker unit.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the audio system 200.
  • acoustic system 200 includes playback device 210 and speaker system 220 .
  • Speaker system 220 includes one speaker unit 1221 to which a baffle plate 1222 is attached.
  • the baffle plate 1222 is provided in order to lengthen the path in which the sound emitted from the speaker unit 1221 in the direction opposite to the user direction (that is, the back direction) travels toward the user direction (that is, the front direction). , are members for preventing sound from going around from the back of the speaker unit (see FIG. 16).
  • a range in which sound emitted from the speaker unit 1221 to which the baffle plate 1222 is attached (a so-called sweet spot) is larger than a range in which sound emitted from the speaker unit 1221 to which the baffle plate 1222 is not attached can be heard. . Therefore, if the sweet spot is sufficiently large, it is not necessary to attach the baffle plate 1222 to the speaker unit 1221 .
  • the playback device 210 outputs an acoustic signal obtained based on the playback target.
  • the speaker system 220 receives the acoustic signal output by the playback device 210, and emits sound based on the acoustic signal.
  • the sound emitted from the speaker unit 1221 can be heard in an audible area near the speaker unit 1221 (that is, near the front direction of the speaker unit 1221), and in other areas (for example, the speaker unit 1221).
  • the area in the front direction far from the speaker unit 1221, the area in the side direction of the speaker unit 1221) cannot be heard.
  • the reason why the sound emitted from the speaker unit 1221 toward the user and the sound emitted from the speaker unit 1221 can be heard is that the sound emitted from the speaker unit 1221 can be heard in the vicinity of the speaker unit 1221 in the front direction, but the area in the front direction far from the speaker unit 1221 cannot be heard.
  • the sound emitted in the direction opposite to the user direction has an opposite phase relationship, and the sound emitted from the speaker unit 1221 in the direction opposite to the user direction comes around in the user direction.
  • the sound emitted in the direction and the sound emitted from the speaker unit 1221 in the direction opposite to the user's direction do not cancel each other in the vicinity of the front direction of the speaker unit 1221, but in the area far from the speaker unit 1221 in the front direction.
  • the baffle plate 1222 is a member for extending the path of the sound emitted from the speaker unit 1221 in the rearward direction and traveling toward the frontward direction of the speaker unit 1221.
  • the area to be covered increases as the size of the baffle plate 1222 increases.
  • the acoustic system 200 may include a microphone (not shown) for picking up the user's voice. This microphone is placed in an area other than the audible area. By placing the microphone in an area other than the audible area, the microphone does not pick up the sound emitted from the speaker unit 1221, but picks up only the user's voice.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the configuration of a teleconference device to which the sound system 200 is applied.
  • the telephone conference apparatus of FIG. 17 includes speaker units to which baffle plates are attached, microphones for picking up user's voices, connectors for connecting cables for taking in acoustic signals from remote locations, and the telephone conference device. It includes an operating part for operating the device.
  • the size of the baffle plate may be determined in consideration of the size of the area to be audible as well as the size allowable in the design of the teleconference device.
  • the speaker unit in order to shorten the distance between the area to be audible and the teleconference device, the speaker unit may be arranged at a predetermined angle with respect to the ground plane of the teleconference device.
  • the microphone should be placed in front of the speaker unit (that is, on the side where the user is located) even in areas other than the audible area.
  • a microphone for picking up reference sounds and error sounds should also be placed in the front direction.
  • a member for holding the speaker unit may be attached to the rear surface of the speaker unit. Therefore, for example, a member having a mesh structure may be used.

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Abstract

イヤホンやヘッドホンを用いることなく周囲のユーザに聴きとれない音を再生する、航空機や自動車などの座席を利用するユーザのための音響システムを提供する。所定の音源の音響信号に基づく音を放音する１つのスピーカユニットで構成されるスピーカシステムを含む音響システムであって、前記スピーカユニットから放音される音は、前記スピーカユニットの近傍の可聴とすべき領域では聴くことができ、前記スピーカユニットから背面方向に放音される音が正面方向に回り込んでくることにより、前記スピーカユニットから正面方向に放音された音と前記スピーカユニットから背面方向に放音された音とが前記スピーカユニットから遠い正面方向の領域では打ち消しあう。

Description

音響システム
　本発明は、航空機や自動車などの座席に設置されるオーディオシステムで利用することができる、音の再生技術に関する。
　従来、ユーザは、航空機内で映画や音楽を視聴するために、イヤホンやヘッドホンを利用していた（非特許文献１参照）。これは、スピーカを用いると、ユーザの周辺にまで再生音が届き、他のユーザの迷惑になるためである。
機内エンターテインメント／JALファーストクラス, ［online］，［令和３年２月１日検索］，インターネット <URL: https://www.jal.co.jp/jp/ja/inter/service/first/entertainment/index.html>
　しかし、イヤホンやヘッドホンの装着は、ユーザにとってわずらわしさがある。また、髪型が乱れることなどを理由に、装着を好まないユーザもいる。装着による耳への圧迫を嫌うユーザもいる。さらには、イヤホンやヘッドホンの長時間の装着は、ユーザに聴き疲れを感じさせることもある。
　イヤホンやヘッドホンの装着を不要とするため、波面合成技術を用いて仮想の音場を合成することも考えられるが、この場合、大規模なスピーカアレイを準備する必要があり、現実的ではない。
　そこで本発明では、イヤホンやヘッドホンを用いることなく周囲のユーザに聴きとれない音を再生する、航空機や自動車などの座席を利用するユーザのための音響システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、所定の音源の音響信号に基づく音を放音する１つのスピーカユニットで構成されるスピーカシステムを含む音響システムであって、前記スピーカユニットから放音される音は、前記スピーカユニットの近傍の可聴とすべき領域では聴くことができ、前記スピーカユニットから背面方向に放音される音が正面方向に回り込んでくることにより、前記スピーカユニットから正面方向に放音された音と前記スピーカユニットから背面方向に放音された音とが前記スピーカユニットから遠い正面方向の領域では打ち消しあう。
　本発明によれば、ごく限られた狭い範囲でのみ聴きとることができる音を再生することが可能となる。
スピーカから放音される音の指向性を説明するための図である。 スピーカユニットから放音される音の指向性を説明するための図である。 スピーカユニットペアから放音される音を説明するための図である。 スピーカユニットペアから放音される音の指向性を説明するための図である。 実験の様子（スピーカとマイクの位置関係）を示す図である。 実験の様子（スピーカユニットとマイクの位置関係）を示す図である。 実験の様子（スピーカユニットペアとマイクの位置関係）を示す図である。 実験の様子（その他の測定位置）を示す図である。 実験結果（条件１）を示す図である。 実験結果（条件２）を示す図である。 実験結果（条件３）を示す図である。 実験結果（条件４）を示す図である。 航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。 音響システム１００の構成の一例を示すブロック図である。 音響システム２００の構成の一例を示すブロック図である。 バッフル板１２２２を取り付けたスピーカユニット１２２１の構成の一例を示す図である。 音響システム２００を適用した電話会議装置の構成の一例を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
＜技術的背景＞
　まず、スピーカから放音される音の指向性について説明する。次に、本願発明のスピーカユニットペアから放音される音の指向性について説明する。最後に、本願発明のスピーカユニットペアの効果を確認する実験の結果について説明する。
《１：スピーカから放音される音の指向性》
　通常、スピーカは、スピーカユニットとスピーカボックスで構成される。スピーカユニットとは、電気信号である音響信号を空気の振動に変換する（つまり、音波を生成する）振動板を含む構成部である。また、スピーカボックスとは、スピーカユニットを収納する構成部である。
　音響信号がスピーカに入力されると、スピーカユニットの振動板が振動し、振動板が振動する両方向に音波が放射される。ここで、スピーカボックスの外側（つまり、スピーカユニットの正面方向）に放射される音波を正の音波、スピーカボックスの内側（つまり、スピーカユニットの背面方向）に放射される音波を負の音波という。負の音波は、正の音波の位相と逆の位相の音波である。図１は、スピーカから放音される音の指向性を説明するための図である。図１に示すように、正の音波はスピーカから全方位に放射されることになる一方、負の音波はスピーカボックスの外に出ることはない。その結果、スピーカから放音される音は広い範囲で聴こえることになる。
《２：スピーカユニットペアから放音される音の指向性》
　ここでは、まず、裸のスピーカであるスピーカユニットから放音される音の指向性について説明する。図２は、スピーカユニットから放音される音の指向性を説明するための図である。スピーカユニットのみの場合、スピーカの場合と異なり、スピーカボックスの中に隠れているスピーカユニットの背面から負の音波が放射される。そのため、図２に示すように、スピーカユニットから放音される音は、双指向性という特性を有する。
　本願発明では、この双指向性を利用する。以下、具体的に説明する。まず、図３にあるように、スピーカユニットを２つ並べ、スピーカユニットペアを作る。このスピーカユニットペアに正負が逆の関係にある音響信号をそれぞれ入力すると、２つのスピーカユニットの振動板がそれぞれ振動し、これら２つの音響信号に基づく音を放音する。すると、図４に示すように、スピーカユニットペアの近傍を除き、全方位の音が消去される。つまり、音が消去されるのは、スピーカユニットペアから十分に離れた位置のみであり、スピーカユニットペアの近傍では音は消去されない。スピーカユニットペアの近傍で音が消去されないのは、スピーカユニットペアの近傍ではスピーカユニットの正面から放射される音波と背面から回り込んでくる音波の位相がそろわないためである。
　つまり、スピーカユニットペアを構成する一つのスピーカユニットに所定の音響信号を、もう一つのスピーカユニットに当該所定の音響信号と逆位相の音響信号を入力すると、スピーカユニットペアの近傍でのみ音が聴こえるという性質を利用すると、スピーカユニットペアの近傍にいるユーザにのみ音が聴こえ、それ以外のユーザには音が聴こえないという状況を作り出すことが可能となる。
《３：実験結果》
　ここでは、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの周波数特性を測定する実験の結果について説明する。実験では、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアとして、直径が4.5cmの振動板を有するスピーカ（図５参照）、当該スピーカからスピーカボックスを外しスピーカユニットのみとしたもの（図６参照）、当該スピーカユニットを２つ並べたもの（図７参照）を用いた。また、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの近傍の周波数特性を測定するために、以下の４つの条件でマイクを設置した。
（条件１）スピーカの正面から5cmの位置
（条件２）スピーカユニットの正面から5cmの位置
（条件３）スピーカユニットの正面から2cmの位置
（条件４）スピーカユニットペアの正面から2cmの位置
　また、いずれの条件についても、比較のために、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの正面、背面、側面からそれぞれ100cmの位置にもマイクを設置した（図８参照）。
　以下、実験結果について説明する。図９、図１０、図１１、図１２は、実験結果を示す図であり、それぞれ条件１、条件２、条件３、条件４での周波数と減衰の関係を示す図である。いずれの図も４つの曲線が示されており、そのうち、矢印で指した１つの曲線が正面から5cmまたは2cmの位置にあるマイクで収音したものであり、それ以外の３つの曲線が正面、背面、側面から100cmの位置にあるマイクで収音したものとなっている。なお、正面から5cmまたは2cmの位置の曲線は、スピーカ等の近傍に位置するため、ゲインが非常に大きいものとなる。そこで、見やすくするため、正面から5cmの位置の曲線については、100cmの位置の３つの曲線より-25dBしてプロットしている。同様に、正面から2cmの位置の曲線については、-32dBしてプロットしている。図９と図１０を比べてみると、スピーカを用いた場合、４つの曲線の間でほとんど差がない一方、スピーカユニットを用いた場合、正面から5cmの位置の曲線とそれ以外の３つの曲線の間では差があることがわかる。この差は低域であるほど著しい。また、図１１と図１２を比べてみると、スピーカユニットペアの方が、スピーカユニットより、正面から2cmの位置の曲線とそれ以外の３つの曲線の間での差が大きいこともわかる。
　以上、実験により、本願発明のスピーカユニットペアから放音される音はスピーカユニットペアの近傍でのみ聴こえることが確認された。
＜第１実施形態＞
　再生対象物に基づいて得られる音響信号を再生するシステムを音響システムという。音響システムは、音響信号を音（以下、この音のことを音響信号に基づく音という）として放音するためにスピーカシステムを含む。ここで、スピーカシステムは、アナログ信号である音響信号を音に変換する装置である。また、再生対象物とは、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、レコードに記録されたデータや、インターネットにより受信されたデータや、ラジオ放送、テレビ放送により受信された信号のように、所定の処理により音響信号を得ることができるデータや信号のことである。
　ここでは、スピーカシステムの近傍にいるユーザにのみ再生対象物から得られる音響信号に基づく音が聴きとれるように再生する音響システムについて説明する。つまり、音響システムの再生音は、スピーカシステムの近傍にいるユーザ以外のユーザには聴きとれない。このような音響システムを、例えば、航空機の座席を利用するユーザのための音響システムとして利用すると、当該座席を利用するユーザのみ再生音を聴きとることができるシステムを提供することができる。図１３は、航空機の座席に設置された音響システムの一例を示す図である。図１３の音響システムは、着席したユーザの頭部を挟むように座席に設置されており、２つのスピーカユニットペアが左右の耳の近傍にくるように配置されている。なお、このような音響システムは、自動車、電車などの航空機の以外の乗り物や、リクライニングチェアなどにも設置することができるし、肩に乗せるなどウェアラブルな形態でも設置することができる。また、ヘッドホンやイヤホンの左右の各ユニットに、上記スピーカユニットペアに相当する、ドライバユニットを２つ並べたドライバユニットペアを設置することとしてもよい。ヘッドホンは、一般に開放型（オープンエア型）と密閉型（クローズド型）の２つに大別されるが、特に音漏れの心配がある開放型について上記技術を適用すると、音漏れが低減することが期待される。
　以下、図１４を参照して音響システム１００を説明する。図１４は、音響システム１００の構成を示すブロック図である。図１４に示すように音響システム１００は、再生装置１１０と、スピーカシステム１２０を含む。再生装置１１０は、N個（ただし、Nは1以上の整数）の再生部１１２（つまり、第1再生部１１２、…、第N再生部１１２）を含む。また、スピーカシステム１２０は、N個のスピーカユニットペア１２２（つまり、第1スピーカユニットペア１２２、…、第Nスピーカユニットペア１２２）を含む。スピーカユニットペア１２２は、２つのスピーカユニット（つまり、正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１）を含む。負のスピーカユニット１２２１には、正のスピーカユニット１２２１に入力される音響信号と逆位相の音響信号が入力される。スピーカシステム１２０は、座席を利用するユーザの頭部に近い箇所に設置される。
　なお、第nスピーカユニットペア１２２がユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置されるようにする。ここで、第nユーザ方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の正面方向のことである。また、第nユーザ方向と逆方向とは、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１の背面方向のことである。
　また、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)の正のスピーカユニット１２２１と負のスピーカユニット１２２１は、当該正のスピーカユニット１２２１から放音される音と当該負のスピーカユニット１２２１から放音される音が他の座席を利用するユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置されるようにする。
　以下、図１４に従い音響システム１００の動作について説明する。
　再生装置１１０は、再生対象物に基づいて得られる音響信号である第1音響信号、第3音響信号、…、第2N-1音響信号を入力とし、第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を出力する。より具体的には、第n再生部１１２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号を入力とし、第2n-1音響信号から第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号を生成し、第2n-1音響信号と第2n音響信号を出力する。第2n-1音響信号、第2n音響信号は、それぞれ第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１、負のスピーカユニット１２２１に入力される。
　スピーカシステム１２０は、再生装置１１０が出力した第1音響信号、第2音響信号、…、第2N音響信号を入力とし、第1音響信号に基づく音、第2音響信号に基づく音、…、第2N音響信号に基づく音を放音する。より具体的には、第nスピーカユニットペア１２２(n=1, …, N)は、第2n-1音響信号と第2n音響信号を入力とし、第2n-1音響信号に基づく音を正のスピーカユニット１２２１から放音し、第2n音響信号に基づく音を負のスピーカユニット１２２１から放音する。第2n-1音響信号と第2n音響信号は、互いに逆位相の関係にあるため、＜技術的背景＞で説明したように、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみ音が聴こえる。例えば、N=2の場合において、第1音響信号、第3音響信号をそれぞれある音源の右チャネルの音響信号、左チャネルの音響信号とすると、スピーカシステム１２０が設置された座席の近傍でのみステレオの音が聴くことができる。
　なお、第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の正のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。同様に、第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペア１２２の負のスピーカユニット１２２１から第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる。
　本発明の実施形態によれば、スピーカシステムの近傍というごく限られた狭い範囲でのみ聴きとることができる音を再生することが可能となる。
＜第２実施形態＞
　本実施形態では、＜技術的背景＞で説明した条件２や条件３の実験結果を応用した音響システムについて説明する。つまり、本実施形態の音響システムは、１つのスピーカユニットからなるスピーカシステムを用いて構成される。
　以下、図１５を参照して音響システム２００を説明する。図１５は、音響システム２００の構成を示すブロック図である。図１５に示すように音響システム２００は、再生装置２１０と、スピーカシステム２２０を含む。スピーカシステム２２０は、バッフル板１２２２が取り付けられた１つのスピーカユニット１２２１を含む。
　バッフル板１２２２は、スピーカユニット１２２１からユーザ方向と逆方向（つまり、背面方向）に放音される音がユーザ方向（つまり、正面方向）に回り込んでくる経路が長くなるようにするため、つまり、スピーカユニットの背面からの音の回り込みを防ぐための部材である（図１６参照）。バッフル板１２２２が取り付けられたスピーカユニット１２２１から放音される音が聴こえる範囲（いわゆるスイートスポット）は、バッフル板１２２２が取り付けられていないスピーカユニット１２２１から放音される音が聴こえる範囲よりも大きくなる。したがって、スイートスポットが十分に大きい場合は、スピーカユニット１２２１にバッフル板１２２２を取り付ける必要はない。
　以下、図１５に従い音響システム２００の動作について説明する。
　再生装置２１０は、再生対象物に基づいて得られる音響信号を出力する。
　スピーカシステム２２０は、再生装置２１０が出力した音響信号を入力とし、音響信号に基づく音を放音する。スピーカユニット１２２１から放音される音は、スピーカユニット１２２１の近傍の可聴とすべき領域（つまり、スピーカユニット１２２１の正面方向の近傍）では聴くことができ、それ以外の領域（例えば、スピーカユニット１２２１から遠い正面方向の領域、スピーカユニット１２２１の側面方向の領域）では聴くことができない。スピーカユニット１２２１の正面方向の近傍では聴くことができる一方で、スピーカユニット１２２１から遠い正面方向の領域では聴くことができない理由は、スピーカユニット１２２１からユーザ方向に放音された音とスピーカユニット１２２１からユーザ方向と逆方向に放音された音が互いに逆位相の関係となり、スピーカユニット１２２１からユーザ方向と逆方向に放音される音がユーザ方向に回り込んでくることにより、スピーカユニット１２２１からユーザ方向に放音された音とスピーカユニット１２２１からユーザ方向と逆方向に放音された音とが、スピーカユニット１２２１の正面方向の近傍では打ち消しあわない一方で、スピーカユニット１２２１から遠い正面方向の領域では打ち消しあうためである。また、バッフル板１２２２は、上述の通り、スピーカユニット１２２１から背面方向に放音される音がスピーカユニット１２２１の正面方向に回り込んでくる経路が長くなるようにするための部材であり、可聴とすべき領域は、バッフル板１２２２の大きさが大きくなるほど、大きくなる。
　なお、音響システム２００は、ユーザの音声を収音するためのマイクロホン（図示しない）を含むものであってもよい。このマイクロホンは、可聴とすべき領域以外の領域に設置される。可聴とすべき領域以外の領域にマイクロホンを設置することにより、マイクロホンは、スピーカユニット１２２１から放音される音を収音することなく、ユーザの音声のみを収音する。図１７は、音響システム２００を適用した電話会議装置の構成の一例を示す図である。図１７の電話会議装置は、バッフル板が取り付けられたスピーカユニットの他、ユーザの音声を収音するためのマイクロホン、遠隔地からの音響信号を取り込むためのケーブルなどを接続するコネクタ、当該電話会議装置を操作するための操作部を含む。バッフル板の大きさは、可聴とすべき領域の大きさの他、電話会議装置の設計上許容できる大きさを考慮して決定してもよい。また、可聴とすべき領域と電話会議装置との距離を短いものとするため、スピーカユニットを、電話会議装置の接地面に対して所定の角度をなすようにしてもよい。また、マイクロホンは、ユーザの音声を収音しやすくするために、可聴とすべき領域以外の領域の中でもスピーカユニットの正面方向（つまり、ユーザのいる側）に配置するとよい。また、エコーキャンセル機能を有する電話会議装置にする場合、参照音や誤差音を収音するためのマイクロホンも正面方向に配置するとよい。また、スピーカユニットの背面にはスピーカユニットを保持するための部材を取り付けてもよく、この場合、スピーカユニットの背面方向から放音される音の正面方向への回り込みが阻害されることがないようするため、例えば、メッシュ構造の部材を用いるとよい。
　本発明の実施形態によれば、スピーカシステムの近傍というごく限られた狭い範囲でのみ聴きとることができる音を再生することが可能となる。
＜補記＞
　上述の本発明の実施形態の記載は、例証と記載の目的で提示されたものである。網羅的であるという意思はなく、開示された厳密な形式に発明を限定する意思もない。変形やバリエーションは上述の教示から可能である。実施形態は、本発明の原理の最も良い例証を提供するために、そして、この分野の当業者が、熟考された実際の使用に適するように本発明を色々な実施形態で、また、色々な変形を付加して利用できるようにするために、選ばれて表現されたものである。すべてのそのような変形やバリエーションは、公正に合法的に公平に与えられる幅にしたがって解釈された添付の請求項によって定められた本発明のスコープ内である。

Claims (3)

  1. 　所定の音源の音響信号に基づく音を放音する１つのスピーカユニットで構成されるスピーカシステム
    　を含む音響システムであって、
    　前記スピーカユニットから放音される音は、前記スピーカユニットの近傍の可聴とすべき領域では聴くことができ、
    　前記スピーカユニットから背面方向に放音される音が正面方向に回り込んでくることにより、前記スピーカユニットから正面方向に放音された音と前記スピーカユニットから背面方向に放音された音とが前記スピーカユニットから遠い正面方向の領域では打ち消しあう
    　音響システム。
  2. 　請求項１に記載の音響システムであって、
    　前記スピーカユニットには、バッフル板が取り付けられており、
    　前記バッフル板は、前記スピーカユニットから背面方向に放音される音が前記スピーカユニットの正面方向に回り込んでくる経路が長くなるようにするための部材であり、
    　前記可聴とすべき領域は、前記バッフル板の大きさが大きくなるほど、大きくなる
    　ことを特徴とする音響システム。
  3. 　請求項１に記載の音響システムであって、
    　さらに、ユーザの音声を収音するためのマイクロホンを含み、
    　前記マイクロホンは、前記可聴とすべき領域以外の領域に設置される
    　ことを特徴とする音響システム。
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