CN103098495B - 音响再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明的公开一种具备扬声器和超指向性扬声器的音响再生装置。扬声器具有可听音的声压随着从扬声器离开而减小的特性。超指向性扬声器具有可听音的声压在距超指向性扬声器为规定的距离处具有峰值的特性，并使用超声波作为载波。以通过扬声器形成的可听音的扬声器音场与通过超指向性扬声器形成的可听音的超指向性扬声器音场在听取者的位置处重叠的方式配置扬声器和超指向性扬声器。

Description

音响再生装置

技术领域

本发明涉及形成立体的音场的音响再生装置。

背景技术

以往，为了形成立体的音场，提出了多种将多个扬声器配置在听取者的周围的环绕立体声(surround sound)扬声器***，其中之一记载在专利文献1中。图10是以往的环绕立体声扬声器***的框图，在图10中一并表示视听者的位置和方向。另外，在图10中表示作为与影像组合的***。

在放映影像的电视机201上连接有相互连结模块203。由此，电视机201的音响信号向相互连结模块203输出。在相互连结模块203上分别连接有重低音音箱低音扬声器205、分别配置在从视听者215观察时的前方、左侧、右侧、及后方的前部中央扬声器207、左附属扬声器209、右附属扬声器211、及后部环境扬声器213。因此，对于这五个扬声器，相互连结模块203不仅输出左右的音响信号，而且具有生成并输出左右的音响信号的和信号、差信号等各种信号的功能。

通过这种结构而将音响信号从各扬声器发射时的声压P如图11A、图11B所示。在此，图11A是对于视听者215的位置处的电视机201或前部中央扬声器207，可听音的声压P相对于由Y-Y表示的前后方向的距离d的特性图。图11B是声压P相对于视听者215的位置处的左附属扬声器209与右附属扬声器211之间的间隔即由X-X表示的左右方向的距离w的特性图。另外，这些图均以各扬声器发射的声压P的最大值成为1的方式进行标准化来表示。

一般情况下，通常的扬声器称为动态扬声器，在由铁等磁性体构成的轭部的内侧配置永久磁铁，通过轭部的结构而使永久磁铁的磁通聚集于音圈的周围来形成磁场。此时，通过使交流电流流过音圈，而从通过轭部形成的磁场沿着垂直方向(轭部的厚度方向)接受到洛伦兹力，从而音圈发生振动，经由与该音圈连接的被称为锥体的振动板而使空气振动，由此产生声音。

因此，通常的从扬声器产生的声压在扬声器附近最大，声音在空气中传播的过程中由于向空气的吸收或扩散而使得声压发生衰减，因此对应于距扬声器的距离而使得声压减小。

另外，由于振动板相对于声波从扬声器行进的方向即音轴方向的开口角度大，因此从通常的扬声器发射的声波的指向角度大的情况较多。

构成本环绕***的扬声器由于使用通常的扬声器，因此如图11A所示，前部中央扬声器207的声压P在前部中央扬声器207的位置处最大，从此处开始随着距离d增大而减小。而且，后部环境扬声器213的声压P也在后部环境扬声器213的位置处最大，从此处开始随着距离d减小而减小。即，前部中央扬声器207的相对于距离d的声压特性与后部环境扬声器213的相对于距离d的声压特性相对于视听者215的前后方向而成为相反的特性。因此，通过前部中央扬声器207和后部环境扬声器213而重合的声压P如图11A的粗线所示在视听者215的位置处变得最大。在此，通过前部中央扬声器207和后部环境扬声器213进行重合而形成的声压P也以最大值为1进行标准化表示。

同样地，如图11B所示，左附属扬声器209的声压P在左附属扬声器209的位置处最大，随着距此处的距离w朝向右方而减小。而且，右附属扬声器211的声压P在右附属扬声器211的位置处最大，从此处开始随着距离w朝向左方而减小。由此，左附属扬声器209的声压P与右附属扬声器211的声压P相对于视听者215的左右方向成为相反的特性。因此，通过左附属扬声器209和右附属扬声器211而重合的声压P如图11B的粗线所示在视听者215的位置处变得最大。

对图11A及图11B所示的相对于距视听者215在前后方向及左右方向上的距离的声压特性进行归纳的话，成为图12所示的特性。声压P在前后方向的距离d和左右方向的距离w的视听者215的位置处变得最大。由此，视听者215能够分别听到来自前后左右的声音，因此视听者215被来自周围的声音围绕，能够得到立体感。

根据上述图10所示的环绕立体声扬声器***，视听者215能够得到立体感，但是需要在视听者215的周围配置多个扬声器，存在占有广阔的场所而且配线烦杂化的课题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-4500号公报

发明内容

本发明的音响再生装置具备扬声器、超指向性扬声器。扬声器具有可听音的声压P随着从扬声器的位置离开而减小的特性。超指向性扬声器具有可听音的声压P在距超指向性扬声器为规定的距离dk处具有峰值的特性，并使用超声波作为载波。以通过扬声器形成的可听音的扬声器音场与通过超指向性扬声器形成的可听音的超指向性扬声器音场在听取者的位置处重叠的方式配置扬声器和超指向性扬声器。

根据本发明的音响再生装置，从听取者，相对于配置有扬声器和超指向性扬声器的音轴方向，扬声器产生的可听音的扬声器音场与听取者的位置(听取点)即规定的距离dk处具有可听音的声压P的峰值的超指向性扬声器中的可听音的超指向性扬声器音场重叠。因此，通过扬声器声压和超指向性扬声器声压，能够使听取者的附近的可听音的声压P为最大声压。

另外，对于听取者，在与扬声器和超指向性扬声器的音轴垂直的方向上，由扬声器形成的发射角广的可听音的扬声器音场与指向性高的可听音的超指向性扬声器音场重叠。因此，与上述的音轴方向的情况同样地，通过扬声器声压和超指向性扬声器声压，听取者的附近的可听音的声压P成为最大声压。

因此，能够实现即使在听取者的周围未配置多个扬声器也能够形成具有立体感的音场的音响再生装置。

另外，本发明的音响再生装置具备：输出相互独立的音响信号的多个声源部；与声源部电连接且被输入音响信号的选择器；与选择器的输出电连接的扬声器及超指向性扬声器。扬声器具有可听音的声压P随着从扬声器离开而减小的特性。超指向性扬声器具有可听音的声压P在距超指向性扬声器为规定的距离dk处具有峰值的特性，并使用超声波作为载波。以通过扬声器形成的可听音的扬声器音场与通过超指向性扬声器形成的可听音的超指向性扬声器音场在听取者的位置处重叠的方式配置扬声器和超指向性扬声器。选择器具有相对于扬声器及超指向性扬声器能够选择多个声源部输出的音响信号中的任意的音响信号的功能。

根据本发明的音响再生装置，以扬声器音场和超指向性扬声器音场在听取者的位置重叠的方式配置扬声器和超指向性扬声器，而且根据扬声器和超指向性扬声器能够任意地选择来自多个声源的音响信号进行发射。因此，能够实现对应于多个声源的内容调整为能得到最具立体感的音响再生装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的音响再生装置的框图。

图2A是本发明的实施方式1的超指向性扬声器的可听音的指向特性图。

图2B是本发明的实施方式1的通常的扬声器的可听音的指向特性图。

图3A是本发明的实施方式1的音响再生装置的相对于可听音的音轴方向的距离d的可听音的声压特性图。

图3B是本发明的实施方式1的音响再生装置的相对于与可听音的音轴方向垂直的垂直方向的距离w的可听音的声压特性图。

图4是本发明的实施方式1的音响再生装置的相对于音轴方向的距离d及与音轴方向垂直的垂直方向的距离w的可听音的声压特性图。

图5是本发明的实施方式2的音响再生装置的框图。

图6是本发明的实施方式3的音响再生装置的框图。

图7是本发明的实施方式4的音响再生装置的框图。

图8是本发明的实施方式5的音响再生装置的框图。

图9是本发明的实施方式6的音响再生装置的框图。

图10是以往的环绕立体声扬声器***的框图。

图11A是以往的环绕立体声扬声器***的相对于距视听者的前后方向的距离d的声压特性图。

图11B是以往的环绕立体声扬声器***的相对于距视听者在左右方向上的距离w的声压特性图。

图12是以往的环绕立体声扬声器***的相对于距视听者在前后方向上的距离d及距视听者在左右方向上的距离w的声压特性图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明用于实施本发明的方式。

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式1的音响再生装置的框图。图2A、图2B是表示本发明的实施方式1的超指向性扬声器及通常的扬声器的可听音的指向特性的图，图2A是超指向性扬声器的指向特性图，图2B是通常的扬声器的指向特性图。图3A、图3B是本发明的实施方式1的音响再生装置的可听音的声压特性图，图3A是相对于声波从音响再生装置行进的音轴方向的距离d的可听音的声压特性图，图3B是相对于与音轴垂直的垂直方向的距离w的可听音的声压特性图。图4是本发明的实施方式1的音响再生装置的相对于音轴方向的距离d及与音轴垂直的垂直方向的距离w的可听音的声压特性图。

在图1中，扬声器11为通常的扬声器，具有随着距扬声器11在音轴方向上的距离d增大而可听音的声压P减小的特性。

另外，在扬声器11的附近并列设置有超指向性扬声器13。在此，超指向性扬声器13具有可听音的声压P在距超指向性扬声器13沿着音轴方向为规定的距离dk处具有峰值的特性，并使用超声波作为载波。

通常，当增大声波的振幅而向空气或水等介质发射时，随着声波在介质中行进，介质自身的弹性特性(相对于压力变化的体积变化)具有不是线性的非线性的特性，受其影响而使得声波的波形变形，从而使得声波具有原来的频率成分以外的频率成分。

超指向性扬声器13利用了该特性，当将可听音成分与超声波重叠地发射时，由于受到空气的弹性特性的非线性性的影响，随着在空气中行进，作为载波的超声波的波形变形，并且，由于从频率高的超声波成分衰减，因此对于超声波以低的频率再生出与超声波重叠的可听音成分。

因此，由超指向性扬声器13产生的可听音的声压P相对于声波行进的音轴方向，在超指向性扬声器13附近非常小，但随着在空气中行进而变大，成为在距超指向性扬声器13为规定的距离dk处具有峰值的依赖于音轴方向的距离d的特性。

另外，关于声波的指向性，通常，声波的频率越高而从音轴越不扩散地传播，因此发射角减小而指向性提高。因此，使用比可听音的频率高的超声波作为载波的超指向性扬声器所发射的声波的指向性高，受到空气的非线性特性的影响而在超声波的传播的过程中生成的可听音的指向性也提高。

由此，由超指向性扬声器13产生的可听音的声压P在与声波传播的音轴垂直的方向上，也成为音轴附近的声压P在从音轴离开较大时变小那样的依赖于与音轴垂直的垂直方向的距离w的特性。

以下，将使用超声波作为载波的结构定义为超指向性扬声器13，将未使用超声波作为载波的结构定义为扬声器11。

另外，图1所示的规定的距离dk是从设置超指向性扬声器13的位置到通过超指向性扬声器13输出的可听音的声压P具有峰值的点即图1的黑圆记号(以下，称为听取点26)的距离。距离dk由超指向性扬声器13的机械特性、基于此的载波频率那样的电气特性等来决定。

例如，在搬送频率为40kHz的超指向性扬声器13的情况下，可听音的声压P在音轴方向上，在距超指向性扬声器13的规定的距离dk为2m附近具有峰值。

另外，在与音轴垂直的垂直方向上，如图2A所示，声压P(图2A的纵轴)在从超指向性扬声器13发射的发射角(图2A的横轴)上，在发射声波的音轴(发射角＝0度)上成为峰值，在从音轴发射的发射角为30度的位置上，声压P减小25dB以上。

相对于此，扬声器11的与音轴垂直的垂直方向的声压P成为如图2B所示那样从音轴发射的发射角未较大地变化至50度左右而在50度以上平缓地下降的特性。因此可知，从超指向性扬声器13发射的声音具有比扬声器11高的指向性。另外，在图2A、图2B中，示出相对于500Hz、1kHz、2kHz这三个频率的可听音的指向特性。

扬声器11经由放大电路17而与声源19(电视机调谐器、CD播放器及DVD播放器等)电连接。而且，超指向性扬声器13经由驱动电路21而与声源19电连接。在此，放大电路17具有例如来自声源19的信号的振幅放大、对波形信息进行控制等的功能。而且，驱动电路21例如生成超声波，使来自声源19的信号与该超声波重叠，而且，具有该超声波的振幅的放大、对波形信息进行控制等功能。

接下来，对这种音响再生装置的动作进行说明。

从声源19输出的信号向放大电路17和驱动电路21分别输入。

向放大电路17输入的来自声源19的信号经由扬声器11输出。该扬声器11形成的可听音的扬声器音场23如图1所示，从扬声器11以广角度在空气中传播。另外，扬声器11形成的可听音的扬声器音场23定义为从扬声器11朝向听取点26毫无任何障碍地传播的扬声器音场23的情况。由此，不考虑由壁面等产生的反射音或从扬声器11的侧面、背面发射的声音产生的影响。

另一方面，向驱动电路21输入的来自声源19的信号与在驱动电路21内生成的超声波重叠而经由超指向性扬声器13输出。超指向性扬声器13形成的可听音的超指向性扬声器音场25使用超声波作为载波，因此具有比从通常的扬声器11发射的声音高的指向性。因此，超指向性扬声器13形成的可听音的超指向性扬声器音场25如图1所示，从超指向性扬声器13呈大致直线状地在空气中传播。另外，超指向性扬声器13形成的可听音的超指向性扬声器音场25与扬声器11的情况同样地，定义为从超指向性扬声器13朝向听取点26毫无障碍地传播的超指向性扬声器音场25的情况。

当以具有以上那样的特性的扬声器音场23与超指向性扬声器音场25重叠的方式并列设置扬声器11和超指向性扬声器13时，从扬声器11再生的可听音与从超指向性扬声器13再生的可听音这双方重合而由位于听取点26的听取者能够听到。此时的扬声器11及超指向性扬声器13从分别设置的位置向听取点26的方向(音轴方向)的距离d与相对于该距离d的扬声器11和超指向性扬声器13各自的可听音的声压P的关系如图3A所示。另外，图3A的横轴(音轴方向的距离d)相当于图1中的Y-Y表示的部分。而且，图3A、图3B的纵轴表示以扬声器11产生的可听音的声压P的最大声压和超指向性扬声器13产生的可听音的声压P的最大声压分别为1而进行了标准化的声压P。

如图3A所示，扬声器11的可听音的声压P具有在设有扬声器11的位置处最大，随着音轴方向的距离d增大而衰减的特性。另一方面，超指向性扬声器13的可听音的声压P具有在设置超指向性扬声器13的位置处小，但随着音轴方向的距离d变大而变大，在规定的距离dk具有峰值，然后，随着距离d变大而减小的特性。因而，由扬声器11和超指向性扬声器13产生的重合的可听音的声压P(合成声压)成为图3A的粗线所示的特性。在此，为了使合成声压P有效地具有峰值，优选具有超指向性扬声器13产生的可听音的声压P比扬声器11产生的可听音的声压P大的部分。

因此，从扬声器11和超指向性扬声器13发射的可听音在听取者位于距设置各个扬声器的位置沿音轴方向的规定的距离dk时最大地听到，随着听取者从规定的距离dk脱离而减小。

另一方面，与音轴垂直的垂直方向的距离w即图1的X-X所示的部分的可听音的声压特性如图3B所示。扬声器11的声压P如图3B所示在音轴上变得最大，随着与音轴垂直的垂直方向的距离w的绝对值变大，声压P平缓地减小。相对于此，超指向性扬声器13发射的声音如上所述具有高的指向性，因此如图3B所示，在音轴上成为最大的声压P，在与音轴垂直的垂直方向上，随着距离w的绝对值增大，声压P急剧减小。因而，由扬声器11和超指向性扬声器13产生的可听音的声压P(合成声压)成为图3B的粗线所示的特性。

因此，从扬声器11和超指向性扬声器13发射的可听音在听取者距设置各扬声器的位置位于音轴上时能够最大地听到，随着听取者从音轴上沿着与音轴垂直的垂直方向脱离而减小。

对所述图3A、图3B的可听音的声压特性进行汇总时，成为图4所示的特性。在音轴方向及与音轴垂直的垂直方向上均是在听取点26的位置处声压P变得最大。由此，在位于听取点26的听取者的附近，可听音成为最大声压。

根据以上的情况，在听取者的周围不用配置较多的扬声器，仅通过相对于听取者在一个相同方向上设置的扬声器11和超指向性扬声器13，就能够实现听取者感觉到由声音包围的立体的音场。

而且，通过本实施方式1的音响再生装置的结构实现的音场是通过使扬声器音场23与超指向性扬声器音场25重合而形成的音场。因此，与仅通过通常的扬声器11形成的音场相比，来自扬声器11的声音与来自超指向性扬声器13的声音相互干涉的比例少。

这是因为，由于是通过该音响再生装置实现的音场是仅通过可听音成分而形成的扬声器11的音场与以超声波为载波而再生出可听音的超指向性扬声器13产生的可听音的音场重合而成的音场，因此与由通常的扬声器彼此产生的音场相比，可听音的相互干涉的比例少。

因此，位于通过本实施方式1的音响再生装置的结构所形成的音场中的听取者受到来自扬声器11的声音的影响少，能够清楚地听到超指向性扬声器13的声音。

根据以上的结构、动作，虽然在听取者的周围未配置多个扬声器，但仅通过扬声器11和超指向性扬声器13，就能够实现使听取者得到立体感的音响再生装置。

另外，在本实施方式1的音响再生装置中，通过扬声器11和超指向性扬声器13使来自同一声源19的信号再生，但并不局限于此。

例如，做成以利用扬声器11使低音域再生并利用超指向性扬声器13使中高音域再生的方式来选择从声源输出的信号的按照频率带域再生的扬声器那样的电路的结构。这样的话，相对于声源19包含的音响信息中的低音域多的背景音，人的声音带域中也存在的中高音域的声音在听取者的周围再生，因此能够得到相对于背景音的清楚度增加的效果。

(实施方式2)

图5是本发明的实施方式2的音响再生装置的框图，在图5中一并表示听取者的位置和方向。

在图5中，对于与图1的音响再生装置相同结构的部分标注同一符号，省略详细的说明。即，如图5所示，本实施方式2的音响再生装置的特征的部分如下所述。

1)将由扬声器11和与扬声器11并列设置的超指向性扬声器13构成的多个扬声器对(在此为两组)分别配置在相对于听取者27的一个面即前方的面的左侧和右侧。

2)在配置于听取者27的前方左侧的由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对上电连接有输出左音响信号的左声源29。在配置于听取者27的前方右侧的由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对上电连接有输出右音响信号的右声源31。另外，放大电路17或驱动电路21是与实施方式1同样的结构。

3)在两组的扬声器对之间设有显示器33。另外，显示器33的显示电路等在图5中省略。而且，两组的扬声器对、附随于它们的电路(声源或驱动放大电路等)、及显示器33内置于一个箱体，作为整体而构成电视机35。因此，在实施方式2的音响再生装置中成为将两组的扬声器对应用于电视机35的结构。

4)如图5所示，在听取者27位于显示器33的正面中央时，为了使从左右的超指向性扬声器13输出的超指向性扬声器音场25的可听音的声压P的峰值分别位于听取者27的左右的耳朵，而将左右的超指向性扬声器13分别以角度朝向听取者27侧的方式与扬声器11并列设置。因此，从左右的超指向性扬声器13到听取者27的耳朵为止的音轴方向的距离d成为规定的距离dk。

上述以外的结构与实施方式1相同。

通过形成为这种结构而如实施方式1中说明那样，通过由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对，听取者27能够得到上述音场的立体感，而且能够相对于左右的音场分别得到独立的音场的立体感。因此，与仅通过通常的扬声器11形成的音场相比，左右方向的音场未混合，能够感觉到清楚地分离的左右的声音。

因此，通过如本实施方式2那样构成音响再生装置，不用像以往那样在周围配置多个通常的扬声器，仅通过在听取者27的前方左右配置两组由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对，听取者27就能够得到进一步的声音的立体感。

另外，若通过这种结构的电视机35例如将与显示在显示器33上的立体图像关联的音响信号向左声源29、右声源31输入，则对应于立体图像而形成具有立体感的音场，因此能够实现听取者27在视觉和听觉这两方面都能够得到立体感的电视机35。

根据以上的结构、动作，通过由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对而形成的左右各自的音场能够在听取者27的左右耳旁得到，因此听取者27能够听到左右分别独立地具有立体感的声音。由此，不用在听取者27的周围配置多个通常扬声器，就可实现能够得到进一步的立体感的音响再生装置。

另外，在本实施方式2中，将两组的扬声器对配置在听取者27的前方左右，但并未限定于此，例如，也可以配置在听取者27的前方上下(例如显示器33的上下)。即，只要以能够在听取者27的左右耳旁形成上述音场的方式配置两组的扬声器对即可。

另外，两组的扬声器对并不局限于内置于电视机35的结构，例如，可以是与电视机35独立地在显示器33的左右配置的结构、或在电视机架内配置的结构。

另外，在本实施方式2中，将扬声器11和与扬声器11并列设置的超指向性扬声器13的扬声器对在相对于听取者27的一个面(前方的面)上配置两组。然而，例如在将上述扬声器对使用于音响再生专用的情况下，相对于听取者的一个面并未限定为前方的面，可以配置在侧方的面或后方的面、甚至上方的面(听取者的正上方)中的任一个面上。这种情况下，由于在上述面中的任一个面上配置扬声器对，因此即使不像以往那样配置多个扬声器，听取者也能够得到立体感。

(实施方式3)

图6是本发明的实施方式3的音响再生装置的框图，在图6中一并表示听取者的位置和方向。

在图6中，对于与图5的音响再生装置相同结构的部分标注同一符号，省略详细的说明。即，如图6所示，本实施方式3的音响再生装置的特征的部分如下所述。

1)将由扬声器11和与扬声器11并列设置的超指向性扬声器13构成的多个扬声器对(在此为三组)分别配置在相对于听取者27的一个面(在此为前方正面)的左右中央。

2)在配置于听取者27的前方中央的由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对上电连接有中央声源37。因此，在本实施方式3的音响再生装置中，声源具有三种。

3)构成了设有由扬声器11和超指向性扬声器13构成的三组的扬声器对的电视机架39。也可以是将三组的扬声器对内置于电视机35的结构，但考虑到向薄型电视机尤其是窄框的薄型电视机的适用，在此为电视机架39。

上述以外的结构与实施方式2相同。

通过设为这种结构，对于听取者27，除了在实施方式2中说明的分别独立的左右的音场之外，来自中央声源37的声音相对于左右的音场也能够形成独立的音场。因此，与以往的环绕立体声扬声器***相比，来自左、右、中央的各扬声器对的声音分别独立而混合的情况少，可实现能够得到更清楚的定位感的立体的音场。

另外，对于根据记录的音响信号小于三种的声源(例如左右两种的立体声音响信号)而作成三种以上的音响信号的伪环绕音响信号而言，可以将作成的各个音响信号从左声源29、右声源31、及中央声源37输入。这样的话，不用像以往的环绕立体声扬声器***那样在听取者27的周围设置通常的扬声器，仅通过在听取者27的前方配置的扬声器对，就能够实现立体的音场。

根据以上的结构、动作，通过由扬声器11和超指向性扬声器13构成的左右、中央各自的扬声器对，能够形成分别独立且混合少的音场，因此听取者27可听到能够得到更清楚的定位感的立体的声音。由此，在听取者27的周围不用配置多个扬声器，就可实现能够得到定位感和立体感的音响再生装置。

另外，在本实施方式3中说明了将由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对内置于电视机架39的结构，但并未限定于此，也可以适用作为例如音频的扬声器***等。

(实施方式4)

图7是本发明的实施方式4的音响再生装置的框图，在图7中一并表示听取者的位置和方向。

在图7中，对于与图6的音响再生装置相同结构的部分标注同一符号而省略详细的说明。即，如图7所示，成为本实施方式4的音响再生装置的特征的部分如下所述。

1)听取者27的前方左侧的扬声器对中，在扬声器11上经由放大电路17而电连接有前左声源41，在超指向性扬声器13上经由驱动电路21而电连接有后左声源43。

2)听取者27的前方右侧的扬声器对中，在扬声器11上经由放大电路17而电连接有前右声源45，在超指向性扬声器13上经由驱动电路21而电连接有后右声源47。

上述以外的结构与实施方式3相同。

向这种结构的音响再生装置输入5.1声道环绕音响信号时，从听取者27的前方左侧的扬声器11和前方右侧的扬声器11分别再生出前左声源41及前右声源45的音响信号。而且，从听取者27的前方左侧的超指向性扬声器13和前方右侧的超指向性扬声器13分别再生出后左声源43及后右声源47的音响信号。另外，从听取者27的前方中央的由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对再生出中央声源37的音响信号。而且，从未图示的重低音音箱再生出低音域的音响信号。

通过在听取者27的前方的左右设置的超指向性扬声器13分别再生出后左声源43及后右声源47的音响信号，由此，超指向性扬声器音场25在听取者27的附近具有可听音的声压峰值，而且后左声源43及后右声源47的音响信号的再生音的相互干涉与扬声器音场23相比非常少，因此听取者27能够得到清楚的左右的定位感。而且，从听取者27的前方中央的扬声器对的超指向性扬声器13再生的中央声源37的音响信号在从左右的扬声器对及重低音音箱再生的音场中，独立且混合少地、清楚地传递给听取者27。

根据以上的结构、动作，在本实施方式4的音响再生装置中，在听取者27的周围不用设置通常的扬声器，就能够构成5.1声道的环绕扬声器***。而且，与以往的仅通过通常扬声器构成的环绕立体声扬声器***相比，能够实现左右的后音响信号再生音的独立感和中央音响信号再生音的清楚度高的、可再生环绕音响的音响再生装置。

另外，在本实施方式4中，说明了5.1声道环绕音响信号，但对于向音响再生装置输入的音响信号记录了至少三种以上的环绕声源而言，可以将环绕声源内的音响信号中的、左声道信号和右声道信号以外的至少一个音响信号通过相对于听取者27配置在与再生出左声道信号和右声道信号的扬声器11相同的方向上的超指向性扬声器13进行再生。由此，不用像以往那样相对于听取者27在与再生出左声道信号和右声道信号的扬声器不同的方向上配置扬声器，就能够形成立体的音场。

另外，本实施方式4的音响再生装置的对于各声源的环绕声源内的音响信号的分配并不局限于图7的结构，但通过超指向性扬声器13使前左声道信号及前右声道信号以外的音响信号再生的情况下，不用在听取者27的周围配置扬声器就能够最适合地形成立体的音场，因此优选设为上述结构。

另外，本实施方式4说明了5.1声道环绕音响信号，但是并未限定为5.1声道环绕音响信号，也可以是相对于根据记录的音响信号小于三种的声源而作成三种以上的音响信号的伪环绕声源，在伪环绕声源内的音响信号中，利用扬声器11使左声道信号和右声道信号再生，并利用超指向性扬声器13使上述以外的至少一个音响信号再生。由此，能够实现如下的音响再生装置：不在听取者27的周围配置扬声器，即使以较少的音响信号也能够进行具有伪立体感的环绕音响的再生。

(实施方式5)

图8是本发明的实施方式5的音响再生装置的框图。另外，在图8中，对于与图1的音响再生装置相同结构的部分标注同一符号，省略详细的说明。

在图8中，第一声源部111被输入例如要向听取者传递的周围环境即背景音的音响信号。同样地，第二声源部113被输入例如要向听取者传递的声音信息的音响信号。因此，从多个(在此为两个)声源部即第一声源部111和第二声源部113输出的音响信号相互独立。

第一声源部111和第二声源部113分别与选择器115电连接。因此，从第一声源部111和第二声源部113输出的背景音的音响信号和声音信息的音响信号分别向选择器115输入。选择器115由同时切换的两个的两输入一输出的三端子开关构成。该三端子开关可以设为继电器或晶体管等的根据外部信号进行切换的结构，也可以设为借助人力以手动切换的开关结构。另外，在前者的情况下能够进行遥控切换、基于声源数据等的指示的自动切换。

在此，在两个三端子开关中，一方称为第一切换部117，另一方称为第二切换部119。在第一切换部117的第一声源选择端子121及第二切换部119的第一声源选择端子123上电连接有第一声源部111。同样地，在第一切换部117的第二声源选择端子125及第二切换部119的第二声源选择端子127上电连接有第二声源部113。

在选择器115的输出上电连接有扬声器11及超指向性扬声器13。在图8中，从第一切换部117的第一共通端子133经由放大电路17而连接扬声器11，从第二切换部119的第二共通端子135经由驱动电路21而连接超指向性扬声器13。

在此，扬声器11是通常的扬声器，从扬声器发射的可听音的声压在扬声器附近最大，随着从扬声器的位置离开而该声压减小。

另外，超指向性扬声器13是使用超声波作为载波的扬声器。当从超指向性扬声器发射出重叠了可听音成分的超声波时，受到空气的弹性特性的非线性性的影响，由此再生出可听音成分。因此，超指向性扬声器产生的可听音的声压相对于超声波行进的音轴方向，成为在超指向性扬声器附近非常小但随着在空气中行进而增大，并在距超指向性扬声器为规定的距离处具有峰值那样的依赖于距超指向性扬声器的距离的特性。而且，相对于与音轴垂直的垂直方向，根据作为载波而使用的超声波的指向性的高度，超指向性扬声器产生的可听音的声压成为从音轴离开时减小那样的依赖于距音轴的距离的特性。

另外，关于扬声器11和超指向性扬声器13的配置，与实施方式1及实施方式2中叙述的情况相同。

通过设为上述的结构，在多个声源部即第一声源部111和第二声源部113输出的音响信号中，相对于扬声器11及超指向性扬声器13，能够通过选择器115来选择任意的音响信号。

接下来，说明这种音响再生装置的动作。

在将上述那样的各音响信号向各个声源输入时，从第一声源部111独立地输出背景音的音响信号，从第二声源部113独立地输出声音信息的音响信号。

在此，如图8所示，为了从扬声器11输出背景音且从超指向性扬声器13输出声音信息，而使得选择器115的第一切换部117选择第一声源选择端子121，第二切换部119选择第二声源选择端子127。

此时，听取者(未图示)存在于通过超指向性扬声器13形成的可听音的超指向性扬声器音场与通过扬声器11形成的可听音的扬声器音场重合的位置，由此，在扬声器11产生的背景音中，听取者能够清楚地听取超指向性扬声器13产生的声音信息。

这是因为，由于是仅通过可听音成分形成的扬声器11的音场与以超声波为载波而再生出可听音的超指向性扬声器13产生的可听音的音场重合而成的音场，因此与通常的扬声器彼此产生的音场相比，可听音的相互干涉的比例少。

另外，根据多个声源的内容，在从扬声器11输出声音信息而从超指向性扬声器13输出背景音时，只要以第一切换部117选择第二声源选择端子125且第二切换部119选择第一声源选择端子123的方式切换选择器115即可。

通过如此使用选择器115，能够使来自第一声源部111和第二声源部113的音响信号由扬声器11和超指向性扬声器13相互独立地选择。由此，不用在听取者的周围设置通常的扬声器就能够再生出各自的声音独立的立体的音场，而且，可实现能够对应于多个声源的内容来选择声源的音响再生装置。

(实施方式6)

图9是本发明的实施方式6的音响再生装置的框图。

在图9中，对于与图8的音响再生装置相同结构的部分标注同一符号，省略详细的说明。即，如图9所示，成为本实施方式6的音响再生装置的特征的部分如下所述。

1)将选择器115的第一切换部117和第二切换部119分别设为四输入一输出的五端子开关结构。

2)五端子开关的四个输入除了第一声源选择端子121、第一声源选择端子123、和第二声源选择端子125、第二声源选择端子127之外，还有合成声源选择端子137、合成声源选择端子139、和无选择端子141、无选择端子143。另外，无选择端子141及无选择端子143与各声源未直接连接。

3)具备电连接在第一声源部111与选择器115之间的合成器145。另外，合成器145具有将多个音响信号(在本实施方式6中为第一声源部111的音响信号和第二声源部113的音响信号)合成而输出的功能。

4)合成器145的输出与合成声源选择端子137及合成声源选择端子139电连接。因此，选择器115具有包括合成器145的输出，且能够选择来自各声源部的音响信号的功能。

另外，第一切换部117和第二切换部119具有图9所示的同时切换成4输入端子的相同位置的功能。即，例如，第一切换部117若选择图9中的最上方的端子即合成声源选择端子137，则第二切换部119同时选择图9的最上方的端子即无连接端子143。

接着，说明这种音响再生装置的动作。

首先，选择器115在选择第一声源选择端子121和第二声源选择端子127时，第一声源部111的音响信号经由放大电路17从扬声器11输出，第二声源部113的音响信号经由驱动电路21从超指向性扬声器13输出。

另外，在选择器115选择第一声源选择端子123和第二声源选择端子125时，第一声源部111的音响信号经由放大电路17从扬声器11输出，第二声源部113的音响信号经由驱动电路21从超指向性扬声器13输出。即，成为与实施方式5相同的动作，位于扬声器11产生的音场与超指向性扬声器13产生的可听音的音场重叠的位置的听取者能够听取到与实施方式5同样的声音。

接下来，在选择器115选择合成声源选择端子137和无选择端子143时，第一声源部111的音响信号和第二声源部113的音响信号由合成器145合成的音响信号经由放大电路17从扬声器11输出。此时，驱动电路21未被输入音响信号，因此不进行动作，从超指向性扬声器13什么也不输出。

即，通过第一声源部111的音响信号和第二声源部113的音响信号而合成的音响信号由通常的扬声器即扬声器11再生，因此与仅通过超指向性扬声器再生的情况相比，听取者能够在比较广的范围内听取到来自扬声器11的再生音。

最后，在选择器115选择无选择端子141和合成声源选择端子139时，通过第一声源部111的音响信号和第二声源部113的音响信号而由合成器145合成的音响信号经由驱动电路21从超指向性扬声器13输出。此时，放大电路17未被输入音响信号，因此不进行动作，从扬声器11什么也未输出。

即，通过第一声源部111的音响信号和第二声源部113的音响信号而合成的音响信号由超指向性扬声器13再生，因此与仅通过通常的扬声器再生的情况相比，听取者能够在窄范围内听取到来自超指向性扬声器13的再生音，并且向不需要来自超指向性扬声器13的声音的、超指向性扬声器13产生的再生可听音的音场以外的人泄漏的声音减少。

而且，超指向性扬声器13产生的再生可听音与通常的扬声器11产生的可听音相比，与听取者的周围的环境音混合或相互干涉的情况少，因此与通常的扬声器11产生的可听音相比，具有能清楚地听到的效果。

而且，与装配头戴式耳机的情况相比，听取者能够以没有拘束感或烦杂的状态听到再生可听音。

根据以上的结构、动作，能够实现如下的音响再生装置：在听取者的周围未设置通常的扬声器，对应于多个声源的内容，将通过选择器115任意选择的各个声音由相对于听取者配置在一个方向上的扬声器11及超指向性扬声器13进行再生，由此，在听取者的周围形成立体的音场，且相对于由扬声器11再生的声音，听取者能够独立清楚地听到由超指向性扬声器13再生的声音。

另外，实施方式5及实施方式6中叙述的音响再生装置也能够适用于实施方式2中叙述的电视机35、实施方式3及实施方式4中叙述的电视机架39、实施方式4中叙述的5.1声道的环绕扬声器***、以及音频的扬声器***等。

另外，实施方式5及实施方式6中叙述的音响再生装置也可以具有能够调整从放大电路17和驱动电路21输出的信号的大小关系的平衡功能。由此，能够扩大与多个声源的内容对应的立体感的调整幅度，对于听取者而言能够得到最佳的立体感。

另外，实施方式1至实施方式6叙述的扬声器11和超指向性扬声器13、或者由这两者构成的扬声器对也可以装入车辆。这种情况下，与在车室内且在驾驶员的周围配置多个通常的扬声器的以往的结构相比，能够削减扬声器数，因此能够实现车辆的轻量化。而且，在车室内，驾驶员等听取者27的位置大致确定，因此也具有尤其是容易唯一地设定超指向性扬声器13的方向这样的装入调整时的优点。

另外，在仅使用通常的发射角大的扬声器11来构成环绕立体声扬声器***时，在狭窄的车室内来自各个扬声器的声音相互干涉，并且具有因车室内侧的壁面产生回声而无法得到充分的环绕效果的情况。相对于此，通过使用由扬声器11和超指向性扬声器13构成的扬声器对，能够在驾驶员等听取者27的耳旁附近形成音场，因此听取者27能够在车室内听到具有进一步的环绕效果的声音。

另外，在实施方式1至实施方式6中，说明了将扬声器11和超指向性扬声器13并列设置的结构，但是在听取者27附近扬声器音场23与超指向性扬声器音场25重叠且超指向性扬声器音场25的中的声压P的峰值设定在听取者27附近这样的限定中，例如，也可以将扬声器11与超指向性扬声器13前后等错开配置或配置在相互分离的位置。然而，即便使将扬声器11与超指向性扬声器13接近，来自两扬声器的声音发生相互干涉的情况也比通常的扬声器少，而且包括两扬声器在内的***整体的小型化这样的优点能够有效利用，因此优选扬声器11与超指向性扬声器13并列设置的结构。

另外，实施方式1至实施方式6叙述的音响再生装置并未限定为电视机35、电视机架39、及音频(包括车载用)用途，也可以适用于例如便携式电话、便携式音乐播放器、便携式电视机、手提式DVD播放器、便携式游戏机等便携式设备或个人计算机等的处理声音的设备。

工业上的可利用性

本发明的音响再生装置由于通过扬声器和超指向性扬声器形成的可听音的声压在听取者的附近变得最大，听取者能够听到具有立体感的声音，因此尤其是作为能够以少数的扬声器形成立体的音场的音响再生装置等有用。

符号说明

11  扬声器

13  超指向性扬声器

23  扬声器音场

25  超指向性扬声器音场

27  听取者

111 第一声源部

113 第二声源部

115 选择器

Claims (1)

1.一种音响再生装置，其特征在于，

具备扬声器和超指向性扬声器，

所述扬声器具有可听音的声压随着从所述扬声器离开而减小的特性，

所述超指向性扬声器具有可听音的声压在距所述超指向性扬声器为规定的距离处具有峰值的特性，并使用超声波作为载波，

以通过所述扬声器形成的可听音的扬声器音场与通过所述超指向性扬声器形成的可听音的超指向性扬声器音场直接在所述规定的距离处重叠、且在所述规定的距离处具有所述超指向性扬声器产生的可听音的声压比所述扬声器产生的可听音的声压大的部分的方式配置所述扬声器和所述超指向性扬声器。