JP2008042947A - スピーカシステム - Google Patents

Abstract

【課題】好適には追加可能な、重低音再生用のサブウーハを含む低音域が広く、リアルで音像の定位感と臨場感が高く、しかも薄型の表示装置との組合せに適した左右のスピーカで構成されるスピーカシステムを提供する。
【解決手段】本発明のスピーカシステムは、スピーカ本体部の振動に対し近似的に理想状態とするため、固定点となる仮想グランドをケースに内在させ、このケースに緩衝体を介してスピーカ本体部を固定した構造の左右のスピーカ(S₁,S₂) と、好適には追加可能なサブウーハとを備える。そして、このスピーカシステムは、さらに、上記左右のスピーカ(S₁,S₂) と、好適には上記追加可能なサプウーハとから出力される音声信号の位相を整合させる位相整合手段（P,A)を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、オーデオ／ビデオシステムや、マルチメディア・システムなどの音響出力手段として使用されるスピーカシステムに関するものである。

本出願人は、箱鳴りが防止でき、しかも配置上の制約を受けにくく、音像定位に優れた新規なスピーカについて先に特許出願した（特許文献１）。このスピーカは、スピーカ本体部の振動に対し近似的に理想状態とするため、固定点となる仮想グランドをケースに内在させ、このケースに緩衝体を介してスピーカ本体部を固定した構造を有している。ケースに内在される仮想グランドは、スピーカ本体部の可動部分の質量に比べて十分に大きな質量の錘体などで構成され、この仮想グランドを模擬する錘体にスピーカ本体部の背面が固定される。スピーカ本体部の前面は卵型などの形状を有するケースの前方に形成された開口の周縁部に緩衝体を介して取り付けられている。
特開２００２−２４７６７５号公報（図１−図７）。

近年、情報化技術の進展に伴い新しい利用形式に適合した、液晶やプラズマなどを利用した薄型の表示装置が要求されている。この表示装置の薄型化とともにスピーカシステムも薄型で音響特性に優れた高音質で、音像の定位感と臨場感にあふれたものが要求されている。

また、音の帯域を低音領域に拡大するために従来の中・高音域用のスピーカに加えて、重低音域の音声信号を再生するサブウーハなどの使用も必要とされている。

従って、本発明の一つの目的は、薄型の表示装置との組合せに適した薄型なスピーカシステムを提供することにある。本発明の他の目的は、リアルで音像の定位感と臨場感が高い音声信号を再生可能な高性能のスピーカシステムを提供することにある。本発明のさらに他の目的は、重低音再生用のサブウーハを含む低音域が広いスピーカシステムを提供することにある。

上記従来技術の課題を解決する本発明のスピーカシステムは、スピーカ本体部の振動に対し近似的に理想状態とするため、固定点となる仮想グランドを円筒形のケースに内在させ、この円筒形のケースに緩衝体を介して上記スピーカ本体部を固定した薄型に適した構造の左右のスピーカを、情報処理機器の薄型表示装置の左右に配置するように構成されている。

本発明の好適な実施の形態によれば、前記左右のスピーカは、それぞれが発生する音を聴取位置で同相にする位置に配列された複数個のスピーカから構成されている。

本発明の他の好適な実施の形態によれば、前記左右のスピーカは、前記円筒形のケースの内部に上向きに取り付けられるスピーカ本体部と、このスピーカからケースの上方に放射される音を薄型表示装置の前方に反射する反射板とを備えている。

本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、上記反射板は円筒形のケースの上端部に開閉自在、着脱自在に取り付けられている。

本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、スピーカ本体部は、ケースの側面に取り付けられている。

本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、左右のスピーカは、情報処理機器の薄型表示装置に内蔵されたり、薄型表示装置のケースの側面に着脱自在に取り付けらたりしている。

本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、サブウーハおよびこのサブウーハと前記左右のスピーカとから出力される音声信号の位相を整合させる位相整合手段を備えている。

本発明のスピーカシステムは、仮想グランドを円筒形のケースに内在させ、この円筒形のケースに緩衝体を介して前記スピーカ本体部を固定した構造の左右のスピーカを、情報処理機器の薄型表示装置の左右に配置した構成であるから、各スピーカを情報処理機器の薄型表示装置の内部の左右に保持させたり、外部の左右に取り付けたり、別体として左右の側部に配置することなどが可能になり、近年、普及しつつある薄型の表示装置に適合したスピーカシステムを実現することができる。

また、左右のスピーカのケースの形状が細い円筒形であるため、前後左右の広がりが小さく、映像面での音像の定位性が高く、リアルな音像を創造できるという効果も奏せられる。

仮想グランド内在型の左右のスピーカでは、ケースに伝播するわずかな残留振動が表示装置のケースや真の大地に伝播するのを防ぐために、このケースを保持する構造や、保持部材の材質が工夫することにより、さらに高品質の音場を形成することも可能になる。

また、本発明のスピーカシステムの好適な実施例によれば、サブウーハから出力される重低音の音声信号の位相と左右のスピーカから出力される中・高音の音声信号の位相を整合させる構成であるから、音域が広く、リアルな音像の定位と臨場感の高い音声信号を再生できるという利点がある。

図１は、本発明の一実施例のスピーカシステムの構成を示す機能ブロック図である。このスピーカシステムは、左右音声信号Ｌ，Ｒの入力端子Ｉ₁ ，Ｉ₂ 、フィルタＦ、遅延回路Ｄ、位相シフト回路Ｐ、位相調整回路Ａ、中・高音増幅回路Ａ₁ 、重低音増幅回路Ａ₂ 、左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ およびサブウーハＳ₃ を備えている。

入力端子Ｉ₁ ，Ｉ₂ に入力した左右の音声信号Ｒ，Ｌは、フィルタＦにおいて濾波され、中・高音域の音声信号成分Ｒ，Ｌと、200 Hz程度よりも低周波の重低音域の音声信号成分Ｗとに分離される。分離された中・高音域の音声信号Ｒ，Ｌは、遅延回路Ｄで遅延され、左右の増幅回路Ａ１で増幅され、それぞれ左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ に供給される。一方、分離された重低音の音声信号成分Ｗは、ＲとＬの各音声信号から分離された低域成分が合成されれたものから成る。この重音域の音声信号Ｗは、位相シフト回路Ｐで外部から調整可能な量の位相シフトを受け、増幅回路Ａ₂ を経てサブウーハＳ₃ に供給される。

位相シフト回路Ｐによる位相シフト量は、ユーザなどが位相調整回路Ａから入力するシフト量に関する指令に従って行われる。この位相シフト量は、通常、サブウーハＳ₃ から出力される重低音域の音声信号の位相と、左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ から出力される中、高音域の音声信号の位相がほぼ一致するように行われる。この位相の調整量は、左右のスピーカの設置位置や聴取位置など各種の条件に応じてユーザによって適宜設定される。

このように、左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ から出力される中・高音域の音声信号成分の位相と、サブウーハＳ₃ から出力される重低音域の音声信号成分の位相がそろうことにより、音像の定位と忠実度の高い臨場感あふれる音声信号の再生が実現される。

この実施例によれば、位相シフト回路Ｐは、ディジタル遅延回路を主体として実現される。すなわち、アナログの重低音域の音声信号Ｗが、Ａ／Ｄ変換によってディジタル信号に変換され、音声信号メモリに書き込まれる。このメモリに書き込まれたディジタル音声信号Ｗが、所定時間後にメモリから読み出され、Ｄ／Ａ変換によってアナログ信号に復元され、増幅回路Ａ₂ に供給される。ディジタル音声信号のメモリへの書き込みから読み出しまでの時間を、位相調整回路Ａからの指令に応じて変更することにより、遅延時間の調整、すなわち位相の調整が行われる。この位相シフト回路Ｐは、この実施例のスピーカシステムと組合せて使用される情報処理機器の内部に設置される。

このように、本実施例のスピーカシステムでは、各音声信号の位相がそろっていることが重視されている。このため、フィルタＦや、増幅回路Ａ₁ ，Ａ₂ の濾波特性や増幅特性などは、周波数に対する振幅の平坦さよりも、周波数に対する位相の平坦さが優先された設計が行われる。

図２は、図１に示したスピーカシステムの配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ は円筒形のケースを備え、それぞれは、液晶表示装置など薄型の表示装置ＤＳのケースの左右の端部に内蔵される。サブウーハＳ₃ は、方向性や指向性をもたないので、左右のスピーカとは異なり適宜な箇所に配置できる。このため、サブウーハＳ₃ の図示は省略されている。

左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ の円筒形状のケースの内部には、スピーカ本体部がほぼ水平に保持されている。この左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ の構造は、前述した特許文献１に開示されたスピーカにおいて、その卵型のケースを本実施例の円筒形のケースに置き換えたものと同一である。すなわち、スピーカ本体部のフレームの前面は円筒形のケースの前面に形成された開口の周縁部に弾性体を介して結合されている。本体部の背面と円筒形のケースの内面との間には、このスピーカ本体部の可動部の質量よりも大きな質量の錘体がほぼ水平に保持されることにより、仮想的なグランドがケース内に形成されている。

図３は、図１に示したスピーカシステムの他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ は円筒形のケースを備え、それぞれは、液晶表示装置など薄型の表示装置ＤＳのケースの左右の端部に結合される。サブウーハＳ₃ は、方向性や指向性をもたないので、左右のスピーカとは異なり、適宜な箇所に配置できる。このため、サブウーハＳ₃ の図示は省略されている。

図４は、図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。円筒形のケースを備えた左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ は、表示装置ＤＳのケースとは別体として形成され、左右の側部などに配置される。サブウーハＳ₃ の図示は省略されている。

図５は、図１に示したスピーカシステムの更に他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。円筒形のケースを備えた左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ は、表示装置ＤＳのケースの左右の端部に内蔵される。左右のスピーカのスピーカ本体部は、円筒形のケース内に上向きに取り付けられ、ケースの上方に音波を放射する。各スピーカＳ₁ ，Ｓ₂ のケースの上方には、矩形状の反射板Ｒが開閉自在に表示装置ＤＩＳのケースに取り付けられている。各反射板Ｒは、このスピーカシステムの使用状態では、４５°ほどの角度で表示装置のケースから起立され、スピーカＳ₁ 、Ｓ₂ からそれぞれの上方に放射された音波を反射し、前方に伝播させる。

反射板は開閉自在であると共に着脱自在とすることにより、定位を重視する場合のみ、これを使用し、サラウンドを要求する音楽等の場合には、これを取り外せるようにすれば、一層好適である。

図６は、図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。円筒形のケースを備えた左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ は、表示装置ＤＳのケースの左右の端部に取り付けられる。左右スピーカのスピーカ本体部は、図５の場合と同様に、円筒形のケース内に上向きに取り付けられ、ケースの上方に音波を放射する。各スピーカＳ₁ ，Ｓ₂ のケースの上端部には、円形の反射板Ｒが開閉自在に取り付けられている。各反射板Ｒは、このスピーカシステムの使用状態では、４５°ほどの角度でのケースの上端面から起立され、スピーカＳ₁ 、Ｓ₂ からそれぞれの上方に放射された音波を反射し、前方に伝播させる。

図７は、図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組み合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。円筒形のケースを備えた左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ は、表示装置ＤＳのケースと別体として形成され、左右の側部などに配置される。左右のスピーカのスピーカ本体部は、図５の場合と同様に、円筒形のケース内に上向きに取り付けられ、ケースの上方に音波を放射する。各スピーカＳ₁ ，Ｓ₂ のケースの上端部には、円形の反射板Ｒが開閉自在に取り付けられている。各反射板Ｒは、このスピーカシステムの使用状態では、４５°ほどの角度でのケースの上端面から起立され、スピーカＳ₁ 、Ｓ₂ からそれぞれの上方に放射された音波を反射し、前方に伝播させる。

図８は、図７に示したスピーカシステムの左右のスピーカＳ₁ ，Ｓ₂ のそれぞれを、３個のスピーカＳ₁₁，Ｓ₁₂，Ｓ₁₃と、Ｓ₂₁，Ｓ₂₂，Ｓ₂₃とで構成する実施例を示している。各スピーカは、それぞれが発生する音が視聴者の位置でほぼ同相になるように配列される。この例では、外側のスピーカほど前に位置するように直線上に配列される。

本発明の一実施例のスピーカシステムの構成を示す機能ブロック図である。 図１に示したスピーカシステムの配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。 図１に示したスピーカシステムの他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。 図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。 図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。 図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。 図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。 図１に示したスピーカシステムのさらに他の配置の一例を、これと組合せて使用する情報処理機器の薄型の表示装置ＤＳとの関係とともに示す斜視図である。

符号の説明

S _1,S ₂ 左右のスピーカ
S ₃ サブウーハ
F フィルタ回路
D 遅延回路
P 位相シフト回路
A 位相調整回路
A _1, A ₂ 増幅回路

Claims (9)

1. スピーカ本体部の振動に対し近似的に理想状態とするため、固定点となる仮想グランドを円筒形のケースに内在させ、この円筒形のケースに緩衝体を介して前記スピーカ本体部を固定した構造の左右のスピーカを、情報処理機器の薄型表示装置の左右に配置したことを特徴とするスピーカシステム。
2. 請求項１において、
   前記左右のスピーカは、それぞれが発生する音を聴取位置で同相にする位置に配列された複数個のスピーカから成ることを特徴とするスピーカシステム。
3. 請求項１または２のいずれかにおいて、
   前記左右のスピーカは、前記円筒形のケースの内部に上向きに取り付けられるスピーカ本体部と、このスピーカからケースの上方に放射される音を前記薄型表示装置の前方に反射する反射板とを備えたことを特徴とするスピーカシステム。
4. 請求項３において、
   前記反射板は、前記円筒形のケースの上端部に開閉自在に取り付けられたことを特徴とするスピーカシステム。
5. 請求項３または４のいずれかにおいて、
   前記反射板は、前記円筒形のケースの上端部に着脱自在に取り付けられたことを特徴とするスピーカシステム。
6. 請求項１または２のいずれかにおいて、
   前記スピーカ本体部は、前記ケースの側面に取り付けられたことを特徴とするスピーカシステム。
7. 請求項１または２のいずれかにおいて、
   前記左右のスピーカは、前記情報処理機器の薄型表示装置に内蔵されたことを特徴とするスピーカシステム。
8. 請求項１または２のいずれかにおいて、
   前記左右のスピーカは、前記情報処理機器の薄型表示装置のケースの側面に着脱自在に取り付けられたことを特徴とするスピーカシステム。
9. 請求項１から８までのいずれかに一つにおいて、
   単一のサブウーハと、この単一のサブウーハおよび前記左右のスピーカから出力される音声信号の位相を整合させる位相整合手段とを、更に備えたことを特徴とするスピーカシステム。

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