JP2007028066A - オーディオ再生システム - Google Patents

Abstract

【目的】聴取位置の前方のみに配置されたスピーカシステムによってサラウンド効果が得られるようにしたオーディオ再生システムを提供する。
【構成】オーディオ再生システム５０は、オーディオ再生装置１５が出力するマルチチャンネル音声信号Ｌ、Ｒ、Ｃ、ＳＬ、ＳＲを、聴取位置ｍの前方左スピーカＳＰＫ１からＬを出力し、前方右スピーカＳＰＫ３からＲを出力し、前方中央の左右近接配置された水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い細長平面振動板を備える２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７からＣを出力すると共に後方左右の仮想音源スピーカ１３、１４の位置にＳＬ、ＳＲを各々仮想音源定位させるための頭部伝達関数から求めた仮想音源定位フィルタＨ１、Ｈ２を通す信号処理手段１９によって信号処理された音声信号（ｋ×Ｃ＋ＳＬ×ｆ１３＋ＳＲ×ｆ１４とｋ×Ｃ＋ＳＲ×ｆ１５＋ＳＬ×ｆ１６）を出力する構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤオーディオ等をソースとするオーディオ再生システムや、ＤＶＤビデオ等のホームシアターシステム、或いはテレビやパーソナルコンピュータのディスプレイ装置等に内蔵若しくは外付けで付設されるオーディオ再生システムに関する。

一般的なホームシアターシステムに使用されているオーディオ再生システム２０は、チャンネル数に等しい複数のスピーカを聴取（視聴）位置ｍと想定される位置に居る聴取者Ｍの周りに配置して全て実音源で再生するサラウンド方式が採用されている（方式１とする）。

例えば、図９に示されるオーディオ再生システム２０は、オーディオ再生装置１の出力する左チャンネル（Ｌｃｈ）の音声信号Ｌを出力する聴取者Ｍの前方左側に配置された左チャンネルスピーカＳＰＫ１と、センタチャンネル（Ｃｃｈ）の音声信号Ｃを出力する聴取者Ｍの前方中央に配置されたセンタチャンネル（Ｃｃｈ）のスピーカＳＰＫ２と、右チャンネル（Ｒｃｈ）の音声信号Ｒを出力する聴取者Ｍの前方右側に配置された右チャンネルスピーカＳＰＫ３と、後方左右のサラウンドチャンネル（ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ）の音声信号ＳＬ、ＳＲを出力する聴取者Ｍの後方左右にそれぞれ配置された２つのスピーカＳＰＫ５、ＳＰＫ４の合計５つのスピーカで構成されるスピーカシステムを使用して、５チャンネルの音声信号を再生している典型的な例である。また、上記構成にウーハーを付加した所謂５．１チャンネル再生システムも多い。

また、図１０に示されるオーディオ再生システム３０のように、聴取位置ｍと想定される位置に居る聴取者Ｍの前方左側と前方右側に互いに離間して設置したスピーカＳＰＫ１とスピーカＳＰＫ３の２つのスピーカのみからなるスピーカシステムを使用して、前記スピーカＳＰＫ１からは、オーディオ再生装置２の出力する左チャンネル（Ｌｃｈ）の音声信号Ｌと、センタチャンネル（Ｃｃｈ）の減衰器で減衰させた音声信号ｋ×Ｃ（概ねｋ＝０．７）と、仮想音源定位させるフィルタ関数ｆ１の信号処理を行ったサラウンドチャンネル（ＳＬｃｈ）の音声信号ＳＬと、仮想音源定位させるフィルタ関数ｆ２の信号処理を行ったサラウンドチャンネル（ＳＲｃｈ）の音声信号ＳＲと、の合成音声信号（Ｌ＋ｋ×Ｃ＋ＳＬ×ｆ１＋ＳＲ×ｆ２）を出力し、前記スピーカＳＰＫ３からは、前記オーディオ再生装置２の出力する右チャンネル（Ｒｃｈ）の音声信号Ｒと、センタチャンネル（Ｃｃｈ）の減衰器で減衰させた音声信号ｋ×Ｃ（概ねｋ＝０．７）と、仮想音源定位させるフィルタ関数ｆ４の信号処理を行ったサラウンドチャンネル（ＳＬｃｈ）の音声信号ＳＬと、仮想音源定位させるフィルタ関数ｆ３の信号処理を行ったサラウンドチャンネル（ＳＲｃｈ）の音声信号ＳＲと、の合成音声信号（Ｒ＋ｋ×Ｃ＋ＳＲ×ｆ３＋ＳＬ×ｆ４）を出力する構成として、右チャンネル（Ｒｃｈ）と左チャンネル（Ｌｃｈ）の音声信号は実音源、センタチャンネル（Ｃｃｈ）及びサラウンドチャンネル（ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ）は仮想音源（破線で示される仮想音源スピーカ３、４、５）で再生する方式がある（方式２とする）。

さらに、図１１に示されるオーディオ再生システム４０のように、聴取位置ｍに居る聴取者Ｍの前方中央付近に１０〜３０ｃｍ程度に互いに左右近接して設置された２つのスピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７（ダイポール型スピーカと称される。）を使用して、オーディオ再生装置８はセンタチャンネル（Ｃｃｈ）以外のチャンネルを仮想音源で再生する所謂ダイポール方式がある（方式３とする）。

即ち、図１１において、オーディオ再生装置８が、前方中央の左側のスピーカＳＰＫ６からは（Ｌ×ｆ５＋Ｒ×ｆ６＋ｋ×Ｃ＋ＳＬ×ｆ７＋ＳＲ×ｆ８）の合成音声信号を出力し、前方中央の右側のスピーカＳＰＫ７からは（Ｒ×ｆ９＋Ｌ×ｆ１０＋ｋ×Ｃ＋ＳＲ×ｆ１１＋ＳＬ×ｆ１２）の合成音声信号を出力することにより、聴取者Ｍはあたかも前方左側の仮想音源スピーカ９から左チャンネルの音声信号Ｌが聴こえ、前方右側の仮想音源スピーカ１０から右チャンネルの音声信号Ｒが聴こえ、後方左側の仮想音源スピーカ１１から左サラウンドチャンネルの音声信号ＳＬが聴こえ、後方右側の仮想音源スピーカ１２から右サラウンドチャンネルの音声信号ＳＲが聴こえるのである。なお、上記ｆ５〜ｆ１２はそれぞれの音声信号を仮想音源定位させるための信号処理で適用するフィルタ関数である。上記方式は下記［特許文献１］に詳細が開示されている。

また、下記［特許文献２］には、輪郭のはっきりした音声と広がり感のある効果音が得られ、且つ画像の中央で台詞が定位する音声信号制御装置を有する再生装置の技術が開示されている。これもマルチチャンネルオーディオ再生システムの一例である。

特表２０００−５０６６９１号公報

特開２０００−１０２０９９号公報

映像とステレオ音声が出力されるテレビやホームシアターシステムに使用される音声出力の再生システムにおいては、台詞定位の問題がある。

この点、音声再生に大きく影響するスピーカ配置について、従来のオーディオ再生装置を含めたオーディオ再生システムでは以下の難点がある。

前記（方式１）では、図９から判るように、前方に配置されるべきＬｃｈ、Ｃｃｈ、ＲｃｈのスピーカＳＰＫ１〜３は無理なく設置できる場合が殆どであるが、後方に設置されるべきＳＬｃｈ、ＳＲｃｈのサラウンドスピーカＳＰＫ４、ＳＰＫ５は、適当な設置場所がなかったり、スピーカ用ケーブルの配線に煩わしさが伴う。

前記（方式２）では、聴取位置ｍにおける環境に適した各スピーカの再生音量バランス調整や、遅延時間の調節が必要となり、初心者にはセッティングが簡単に行えない。

また、図１０から判るように、左右のスピーカＳＰＫ１、ＳＰＫ３が聴取場所における左右の壁に近くなるので、該左右の壁からの反射音（破線で示される６、７）の影響を受けやすく、良好な仮想音源定位の効果が得られない場合が多い。

前記（方式３）では、通常のオーディオ再生システムとしては、一般的に受け入れられていない。蓋し、左チャンネルスピーカと右チャンネルスピーカの２つのスピーカは、ある程度左右に離して設置しないと良好なステレオ再生はできないのである。

また、効果的にステレオ感やサラウンド感を得るためには、聴取位置ｍがＬ、Ｒのスピーカから等距離にある中心線上の位置に、かなりクリティカルに限定されるという難点がある。

ところで、サラウンド再生における信号処理の仮想音源定位させるためのフィルタ関数を求める際に、前方に配置されたスピーカと聴取位置ｍの頭部までの伝達関数として実測したダミーヘッドの頭部伝達関数をそのまま使用すると、聴取者による効果のばらつきが大きくなってしまうという難点が存在する。頭部伝達関数は耳殻や外耳道の大きさ、形状の違いによって大きく左右されるのである。

また、後方の左右に定位するサラウンド仮想音源間の相関が強い場合に後方定位感が不十分となるという課題がある。例えば、左右のサラウンド仮想音源の信号ＳＬ、ＳＲが同じ場合、現実には、真後ろに定位しては聞こえず、極端な場合には、前方から聞こえる様なことも生じるのである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、聴取位置と想定される位置の前方のみに複数のスピーカを所定配置すると共に、信号処理された仮想音源の合成音声信号を前方中央に左右近接配置された細長平面振動板を備える２つの平面型スピーカのみから出力することで、チャンネル数に限定されずに優れた台詞定位及び仮想音源の定位感が得られるようにしたオーディオ再生システムを提供することを目的とする。

本発明は、左チャンネルと右チャンネルとセンタチャンネルとサラウンドチャンネルとの各チャンネルの音声信号を含むマルチチャンネル音声信号（Ｌ、Ｒ、Ｃ、ＳＬ、ＳＲ）を、聴取位置ｍと想定される位置の前方に配置される複数のスピーカＳＰＫ１、ＳＰＫ３、ＳＰＫ６、ＳＰＫ７によって再生するようにしたオーディオ再生システム５０であって、前記聴取位置ｍの前方左側及び前方右側に互いに離間して配置されるべき左スピーカＳＰＫ１及び右スピーカＳＰＫ３と、前記聴取位置ｍの前方中央に左右近接配置されるべき水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い細長平面振動板をそれぞれ備える２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７と、を有するスピーカシステム１８と、前記左チャンネルの音声信号Ｌを出力する前記左スピーカＳＰＫ１用の第１の出力手段と、前記右チャンネルの音声信号Ｒを出力する前記右スピーカＳＰＫ３用の第２の出力手段と、前記聴取位置ｍの後方の所定位置に前記サラウンドチャンネルの音声信号ＳＬ、ＳＲを仮想音源定位させるよう前記サラウンドチャンネルの音声信号ＳＬ、ＳＲを処理し、その処理したサラウンドチャンネルの音声信号と前記センタチャンネルの音声信号Ｃとを加算して（ｋ×Ｃ＋ＳＬ×ｆ１３＋ＳＲ×ｆ１４と、ｋ×Ｃ＋ＳＲ×ｆ１５＋ＳＬ×ｆ１６；ｋ＝０．７、ｆ１３〜ｆ１６は仮想音源定位させる信号処理で適用されるフィルタ関数）出力する前記左右近接配置された２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７用の第３の出力手段１９と、を有し、前記第３の出力手段１９は、頭部を球体と見なして得られた頭部伝達関数であり、左右近接配置された前記２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７から前記聴取位置ｍの頭部の両耳に当たるまでの頭部伝達関数Ｃ１、Ｃ２と、ダミーヘッドによる実測で得られた頭部伝達関数であり、前記聴取位置ｍの後方の所定位置の仮想音源１３、１４から前記聴取位置ｍまでの頭部伝達関数Ｖ１、Ｖ２と、から得られる仮想音源定位フィルタＨ１、Ｈ２によって前記サラウンドチャンネルの音声信号ＳＬ、ＳＲの信号処理を行う手段であることを特徴とするオーディオ再生システムを提供することにより上記課題を解決する。

本発明に係るオーディオ再生システムは、上記のように構成されているため、
（１）従来の２チャンネルオーディオ再生システムに対して、前方中央近傍に近接する細長平面振動板をそれぞれ備える２つの平面型スピーカを追加することにより、オーディオ（ステレオ）と、センタスピーカが必須のホームシアターシステムが無理なく両立するオーディオ再生システムを提供できる。
（２）再生チャンネル数と同じ個数のスピーカを使用する必要がなく、アンプとスピーカは前方に設置した４チャンネル分だけで済み、サラウンド専用スピーカを使用することなく、如何なるチャンネル数のシステムの再生にも対応でき、しかも、聴取位置と想定される空間の左右の壁等からの反射音の悪影響が少なく、良好な仮想音源定位の得られるオーディオ再生システムを構築できる。
（３）後方左右に配置されていたサラウンドスピーカを使用しないので、省スペース、低コストで、設置場所の違いによる調整が不要でありながら安定したサラウンド効果を確保できる。
（４）今後、ますます増加が期待される地上波デジタルテレビの５．１チャンネル音声再生に対応して、テレビのサラウンド音声再生システムとしてテレビに内蔵することもできる。
（５）仮想音源定位フィルタ関数を算出するために使用する前方中央の２つのスピーカから聴取者の両耳までの間の実音源の頭部伝達関数として頭部を球体と見立てて個人差を削減して不特定人を対象としたモデルからシミュレーションで算出或いは実測した汎用性のあるものを使用し、仮想音源から聴取者の両耳までの頭部伝達関数として実測したダミーヘッドの頭部伝達関数を使用することにより、得られた仮想音源定位フィルタ関数による信号処理で聴取者のサラウンド感の個人差を低減し、不特定の聴取者を対象とする安定したサラウンド効果を発揮できる。
（６）聴取位置の前方中央に左右近接配置された水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い細長平面振動板をそれぞれ備える２つの平面型スピーカからセンタチャンネルの音声信号を出力すると共に、聴取位置の後方の所定位置にサラウンドチャンネルの音声信号を仮想音源定位させるよう処理されたサラウンドチャンネルの音声信号を出力するので、上下方向の指向性が広く、左右方向の指向性が狭いという特質を持ち、平面に近い音波が小さい減衰で聴取位置に伝搬するので、コーン型スピーカを使用した場合に比べてより高いサラウンド効果が得られる。
（７）擬似ステレオ化処理を施すことにより、サラウンド仮想音源定位感を安定に保つことが可能になる。

本発明に係るオーディオ再生システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、従来技術を説明する図面の図９、図１０、図１１におけるものと同等配置に相当するスピーカについては同符号にて表し、且つ、従来技術と同等であるオーディオ再生システムにおけるＤＶＤその他のソースの読み出し、デコーダによる信号処理、再生回路等の表記及び説明は省略し、専らマルチチャンネルのビットストリームＢＳをデコーダ２５にて復調したマルチチャンネル（左チャンネルＬｃｈと右チャンネルＲｃｈとセンタチャンネルＣｃｈとサラウンドチャンネルＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ）の音声信号Ｌ、Ｒ、Ｃ、ＳＬ、ＳＲに関するＤＳＰによる仮想音源定位のための信号処理手段とスピーカシステムについて詳述する。

図１は本発明に係るオーディオ再生システムにおけるスピーカシステムの配置と音声合成を説明するための概念図である。図２は本発明に係るオーディオ再生システムにおける信号処理手段を説明するためのブロック図である。図３はサラウンド音声信号ＳＲを所定の仮想音源位置に定位させるためのフィルタ関数を求める手段を説明するための概念図である。図４は擬似ステレオ化処理を説明するためのブロック図である。図５は本発明で使用する平面型スピーカの外観と音波出力方向を説明するための図である。図６は本発明で使用する平面型スピーカとコーン型スピーカの音波伝播の仕方を比較する模式図である。図７は本発明で使用する平面型スピーカの構造を示す説明するための図である。図８は本発明に係るオーディオ再生システムをテレビ（液晶やプラズマなどの大型ディスプレイ装置を備える。）を中心とするホームシアターシステムに適用した場合のスピーカの配置例を示す図である。

図１または図２または図３において、オーディオ再生システム５０は、オーディオ再生装置１５によって左チャンネルＬｃｈと右チャンネルＲｃｈとセンタチャンネルＣｃｈとサラウンドチャンネルＳＬｃｈ、ＳＲｃｈとの各チャンネルの音声信号を含むマルチチャンネル音声信号Ｌ、Ｒ、Ｃ、ＳＬ、ＳＲを、聴取位置ｍと想定される位置の前方に配置される複数のスピーカＳＰＫ１、ＳＰＫ３、ＳＰＫ６、ＳＰＫ７によって再生するようにしたオーディオ再生システム５０であって、前記聴取位置ｍの前方左側及び前方右側に互いに離間してされぞれ配置されるべき左スピーカＳＰＫ１及び右スピーカＳＰＫ３と、前記聴取位置ｍの前方中央に左右近接配置されるべき水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い細長平面振動板をそれぞれ備える２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７と、を有するスピーカシステム１８と、前記左チャンネルの音声信号Ｌ（実音源）を出力する前記左スピーカＳＰＫ１用の第１の出力手段と、前記右チャンネルの音声信号Ｒ（実音源）を出力する前記右スピーカＳＰＫ３用の第２の出力手段と、前記聴取位置ｍの後方の所定位置（図１における左右後方の位置であり、図９の従来システム２０のＳＰＫ５、ＳＰＫ４の位置に相当する。）に前記サラウンドチャンネルの音声信号ＳＬ、ＳＲを仮想音源定位させるよう前記サラウンドチャンネルの音声信号ＳＬ、ＳＲを処理し、その処理したサラウンドチャンネルの音声信号と前記センタチャンネルの音声信号Ｃ（実音源）とを加算して（ｋ×Ｃ＋ＳＬ×ｆ１３＋ＳＲ×ｆ１４と、ｋ×Ｃ＋ＳＲ×ｆ１５＋ＳＬ×ｆ１６；ｋ＝０．７、ｆ１３〜ｆ１６は仮想音源定位させる信号処理で適用されるフィルタ関数）出力する前記左右近接配置された２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７用の第３の出力手段１９と、を有し、前記第３の出力手段１９は、頭部を球体と見なして得られた頭部伝達関数であり、左右近接配置された前記２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７から前記聴取位置ｍの頭部の両耳に当たるまでの頭部伝達関数Ｃ１、Ｃ２と、ダミーヘッドによる実測で得られた頭部伝達関数であり、前記聴取位置ｍの後方の所定位置の仮想音源１３、１４から前記聴取位置ｍまでの頭部伝達関数Ｖ１、Ｖ２と、から得られる仮想音源定位フィルタＨ１、Ｈ２によって前記サラウンドチャンネルの音声信号ＳＬ、ＳＲの信号処理を行う手段であることを特徴とする。なお、図２における符号２８は増幅器、符号３１は信号処理を行うＤＳＰである。

上記オーディオ再生装置１５とスピーカシステム１８とを用いたオーディオ再生システム５０では、スピーカシステム１８のスピーカが全て聴取位置ｍの前方に配置されるので、従来の（方式１）のように後方にサラウンドスピーカを配置しなければならない条件、煩わしさが解消されるという利点がある。

また、前方左右のスピーカＳＰＫ１及びスピーカＳＰＫ３は、それぞれＬｃｈ、Ｒｃｈの実音源の再生のみを行うので、十分なステレオ感が得られる。

また、前方中央（センタ）に左右近接配置された２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７から減衰器２９で減衰されたセンタチャンネルの音声信号（ｋ×Ｃ）を出力することで前方中央に音源定位するセンタチャンネル（Ｃｃｈ）の実音源再生を簡単に実現できる。

さらに、これら近接配置された２つの平面型スピーカＳＰＫ６とＳＰＫ７から、所定のサラウンドチャンネル位置（典型として図１のように聴取位置ｍから１〜３ｍ離れた後方左右）に仮想音源が定位するように信号処理手段１９によってデジタル信号処理された信号（ｋ×Ｃ＋ＳＬ×ｆ１３＋ＳＲ×ｆ１４とｋ×Ｃ＋ＳＲ×ｆ１５＋ＳＬ×ｆ１６）が、前記センタチャンネルの音声信号（ｋ×Ｃ）とともに入力されてサラウンドチャンネルＳＬ、ＳＲの仮想音源再生が行われることによって良好なサラウンド感が得られる。なお、サラウンドチャンネルの音声出力は、例えば部屋の両側面の壁から離れた前方中央に配置された前記２つのスピーカ平面型ＳＰＫ６とＳＰＫ７からなされるので、壁による反射音１６、１７の悪影響は従来の（方式２）に比して小さく抑えられる。加えて、近接配置された２つの平面型スピーカＳＰＫ６とＳＰＫ７が、後述の図７に示されるような水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い（好ましくは５倍から１０倍程度）細長平面振動板を備える平面型スピーカであることから、図５または図６の（ｂ）に示されるように上下方向の指向性が広く、左右方向の指向性が狭いという特質を持ち、平面に近い音波が小さい減衰で聴取位置ｍに直線的に伝搬するので、従来のコーン型スピーカを使用した場合の図６の（ａ）のような球面波の音波伝播に比べてより高いサラウンド効果が得られることになる。

次に、上記オーディオ再生システム５０における前記オーディオ再生装置１５の第３の出力手段１９による信号処理を以下説明する。

先ず、図２に示されるように前記第３の出力手段１９による信号処理では、前記サラウンドチャンネルＳＬｃｈ、ＳＲｃｈの音声信号ＳＬ、ＳＲを所定の仮想音源位置（聴取位置ｍの後方左右の仮想音源スピーカ１３、１４の位置）に音像定位させるために音声信号ＳＬ、ＳＲをそれぞれ仮想音源定位フィルタＨ１、Ｈ２に通した後に混合器２６、２７にて合成されて前方中央に近接配置された前記２つの平面型スピーカＳＰＫ６とＳＰＫ７から出力されるのであるが、この仮想音源定位フィルタＨ１、Ｈ２は、図３における聴取位置ｍに位置する聴取者Ｍの頭部を球体と見なして（即ち、各部の形状や寸法に個人差のある人の頭部の細部を捨象した球体として）得られた左右近接配置された２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７から聴取位置ｍの頭部の両耳に当たる位置までの太実線で囲まれた頭部伝達関数Ｃ１、Ｃ２と、ダミーヘッド（耳殻や外耳道がある極めて標準的人間に近い頭部モデル）による実測で得られた聴取位置ｍの後方の所定位置の仮想音源スピーカ１４の位置から前記聴取位置ｍのダミーヘッドの両耳までの破線で囲まれた頭部伝達関数Ｖ１、Ｖ２と、から得られる仮想音源定位フィルタＨ１、Ｈ２によって求められる。

ＳＲ信号は、特性フィルタＨ１、Ｈ２を通過し、左右のスピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７から再生され、前方のスピーカと聴取者間の伝達関数Ｃ１、Ｃ２の特性が加味されて両耳に達する。この特性が後方の仮想音源スピーカ１４の位置からの伝達特性Ｖ１、Ｖ２になるように信号処理における仮想音源定位フィルタ特性を決めればよい。即ち、

上記数式（１）、（２）を解くと、

となる。

上記Ｈ１とＨ２が、仮想音源定位させるための信号処理で必要となるフィルタ関数であるが、これを算出するための頭部伝達関数（Ｃ１、Ｃ２、Ｖ１、Ｖ２）として、全て実測の頭部伝達関数を使用するのではなく、上述のように前記Ｃ１、Ｃ２には頭部を球体と見立てて実測或いはシミュレーションで求められた頭部伝達関数を使用して、やや暖昧な特性とすることで汎用性を持たせる一方、前記Ｖ１、Ｖ２には、ダミーヘッドによる実測の伝達関数を使用することによって、不特定多数の視聴者に対して良好なサラウンドチャンネルの仮想音源定位が得られる。

上記のように求められたフィルタ関数Ｈ１、Ｈ２を第１図のフィルタ関数ｆ１３〜ｆ１６に適用し、Ｈ１＝ｆ１３＝ｆ１５、Ｈ２＝ｆ１４＝ｆ１６とする。

次に、本発明のオーディオ再生装置１５は、図４に示されるように前記聴取位置ｍの後方左右の各サラウンドチャンネルＳＬｃｈ、ＳＲｃｈの音声信号ＳＬ、ＳＲの相関を分析する分析手段として信号分析器２１と、前記分析手段によって相関が強いと判断した場合に一方のサラウンドチャンネル（例えば図４ではＳＲｃｈ）の音声信号（ＳＲ）を遅延させる遅延処理回路２２を通すようにスイッチＳＷを切り換える擬似ステレオ化手段２３を前記第３の出力手段１９の前段に備えるようにしてもよい。

この構成によって後方左右に定位するサラウンド仮想音源１３、１４間の相関が強い場合には、意識的に定位を暖昧にさせることで移動感を伴う音源等でもスムーズな移動感が再現できるようになり、後方定位感が不十分となるという課題が解消され、サラウンド仮想音源定位感を安定に保つことができるのである。

なお、上述の聴取位置ｍの前方中央に左右近接配置された水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い細長平面振動板をそれぞれ備える２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７の具体例としては、本願出願人が先に開発した特開２００２−３２５２９４号公報に記載されているような平面型スピーカが好適である。

即ち、図７の（ａ）平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線断面図、（ｃ）Ｂ−Ｂ線断面図に示されるように、振動方向から見た平面形状が長径と短径を有して略トラック状に形成され、このトラックに沿って帯状に溝部５１を設けると共に、音を放射する方向に凹凸状に連続的に湾曲しており、前記溝部５１と接続される如く、振動部の長手方向と直交する略中央部に細溝部５２を設けた非軸対称形の振動板５３と、トラックに沿って帯状に形成された前記溝部５１の外周部に沿って帯状に形成され、この帯状の内周部が溝部の外周部に接続され、振動板５３を振動自在に保持するエッジ５４と、前記振動板５３の長手方向に沿って２分割され、分割部分が接合された状態で前記細溝部５２に接続されるボイスコイル５５が巻回されたボイスコイルボビン５６と、磁気回路５７，５８，５９と、前記エッジ５４の外周部、前記磁気回路５７，５８，５９を保持するフレーム６５とを具備し、溝部５１の複数箇所に、湾曲部の一つと同程度の幅で補強剤６６を充填した構造の平面型スピーカ７０である。なお、上記振動板５３の表面には連続的に音の放射方向に凹凸状の非軸対称形の凸状部６２ａ〜６２ｆと凹状部６３ａ〜６３ｄが設けられている（厳密には前記振動板５３は凹凸状なので平面ではないが、少なくとも長径方向は平面と看做しうるので平面振動板の範疇に属する。）。

上記平面型スピーカ７０の振動板１の長径と短径の比は概ね１０：１であり、横置き配置することで、水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い細長平面振動板を備える平面型スピーカという本願発明の条件を満たし、上下方向の指向性が広く、左右方向の指向性が狭いという特質を持つことで、平面に近い音波が小さい減衰で聴取位置ｍに直線的に伝搬することになる。また、この平面型スピーカ７０は図５に示されるように丸い筒状のキャビネットと共に鳴らすことで長手方向の異常振動を抑制して、大入力に対しても異常のない音波（平面波）放射を実現し、低域再生に優れた特性を有しており、本願発明のサラウンド音声信号のセンタチャンネルの出力に最適な形態である。

以上、説明した本発明に係るオーディオ再生装置１５は、例えば、図８のテレビの正面概略図（ａ）のように、テレビ６０の画面６１の左側に左チャンネルスピーカＳＰＫ１、右側に右チャンネルスピーカＳＰＫ３、中央下側或いは中央上側に近接配置された２つの平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７を内蔵した構成のオーディオ再生システムに適用され、或いは図５の（ｂ）のようにテレビ６０の画面６１の下側の左右に左チャンネルスピーカＳＰＫ１、右チャンネルスピーカＳＰＫ３をそれぞれ配置し、画面６１の下側の中央に左右近接して平面型スピーカＳＰＫ６、ＳＰＫ７を配置した構成のオーディオ再生システムに適用することができる。

上記テレビ６０では、画面６１の下方に近接配置するスピーカＳＰＫ６，ＳＰＫ７として超薄型である２つの前記平面型スピーカ７０が配置適用されているので、サラウンドスピーカ等の配置の煩わしさを伴わずに優れた臨場感の得られるサラウンド再生が可能となる。

なお、付言すれば、上記構成は５チャンネルのマルチチャンネルのオーディオ再生システム５０の例であるが、勿論本発明は上記と同様の信号処理手段でその他のマルチチャンネル（５．１チャンネル、３チャンネル、６チャンネル、７チャンネル等）にも適用可能である。

本発明に係るオーディオ再生装置を使用したオーディオ再生システムにおけるスピーカ配置と音声合成を説明するための概念図である。 本発明に係るオーディオ再生装置における信号処理手段を説明するためのブロック図である。 サラウンド音声信号ＳＲを所定の仮想音源位置に定位させるためのフィルタ関数を求める手段を説明するための概念図である。 擬似ステレオ化処理を説明するためのブロック図である。 本発明で使用する平面型スピーカの外観と音波出力方向を説明するための図である。 本発明で使用する平面型スピーカとコーン型スピーカの音波伝播の仕方を比較する模式図である。 本発明で使用する平面型スピーカの構造を示す説明するための図である。 本発明に係るオーディオ再生装置をテレビに適用した場合のスピーカの配置例を示す図である。 従来のオーディオ再生システム（方式１）のスピーカ配置図である。 従来のオーディオ再生システム（方式２）のスピーカ配置図である。 従来のオーディオ再生システム（方式３）のスピーカ配置図である。

符号の説明

１、２、８、１５ オーディオ再生装置
３、４、５、９、１０、１１、１２、１３、１４ 仮想音源スピーカ
１８ スピーカシステム
１９ 第３の出力手段
２１ 信号分析器
２２ 遅延処理回路
２３ 擬似ステレオ化手段
２５ デコーダ
２６、２７ 混合器
２８ 増幅器
３１ ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）
２０、３０、４０、５０ オーディオ再生システム
６０ テレビ
６１ 画面
７０ 平面型スピーカ
ＢＳ ビットストリーム
Ｈ１、Ｈ２ 仮想音源定位フィルタ
Ｃ１、Ｃ２、Ｖ１、Ｖ２ 頭部伝達関数
Ｃｃｈ センタチャンネル
Ｌｃｈ 左チャンネル
Ｒｃｈ 右チャンネル
ＳＬｃｈ 後方左のサラウンドチャンネル
ＳＲｃｈ 後方右のサラウンドチャンネル
Ｃ センタチャンネルの音声信号
Ｌ 左チャンネルの音声信号
Ｒ 右チャンネルの音声信号
ＳＬ サラウンドチャンネルＳＬｃｈの音声信号
ＳＲ サラウンドチャンネルＳＲｃｈの音声信号
Ｍ 聴取者
ｍ 聴取位置
ＳＰＫ１ 左チャンネルスピーカ
ＳＰＫ２ センタチャンネルスピーカ
ＳＰＫ３ 右チャンネルスピーカ
ＳＰＫ５、ＳＰＫ４ サラウンドチャンネルスピーカ
ＳＰＫ６、ＳＰＫ７ 前方中央に左右近接設置された２つのスピーカ
ｆ１〜ｆ１６ フィルタ関数

Claims (1)

1. 左チャンネルと右チャンネルとセンタチャンネルとサラウンドチャンネルとの各チャンネルの音声信号を含むマルチチャンネル音声信号を、聴取位置と想定される位置の前方に配置される複数のスピーカによって再生するようにしたオーディオ再生システムであって、
   前記聴取位置の前方左側及び前方右側に互いに離間して配置されるべき左スピーカ及び右スピーカと、前記聴取位置の前方中央に左右近接配置されるべき水平方向寸法が垂直方向寸法よりも長い細長平面振動板をそれぞれ備える２つの平面型スピーカと、を有するスピーカシステムと、
   前記左チャンネルの音声信号を出力する前記左スピーカ用の第１の出力手段と、
   前記右チャンネルの音声信号を出力する前記右スピーカ用の第２の出力手段と、
   前記聴取位置の後方の所定位置に前記サラウンドチャンネルの音声信号を仮想音源定位させるよう前記サラウンドチャンネルの音声信号を処理し、その処理したサラウンドチャンネルの音声信号と前記センタチャンネルの音声信号とを加算して出力する前記左右近接配置された２つの平面型スピーカ用の第３の出力手段と、を有し、
   前記第３の出力手段は、頭部を球体と見なして得られた頭部伝達関数であり、左右近接配置された前記２つの平面型スピーカから前記聴取位置の頭部の両耳に当たるまでの頭部伝達関数と、ダミーヘッドによる実測で得られた頭部伝達関数であり、前記聴取位置の後方の所定位置の仮想音源から前記聴取位置までの頭部伝達関数と、から得られる仮想音源定位フィルタによって前記サラウンドチャンネルの音声信号の信号処理を行う手段であることを特徴とするオーディオ再生システム。
   

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