JP2012065007A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカアレイを用いて指向性を付与することができるスピーカ装置において、聴取位置の違いによる左右の音量バランスの違いを一般的なステレオ感に近づけつつ、ステレオ感が得られる範囲を広くすること。
【解決手段】本発明の実施形態におけるスピーカ装置１は、スピーカユニットが筐体の前面に複数設けられたスピーカアレイと、オーディオデータに対して信号処理を施して、複数のスピーカユニットの各々に対応して供給されるオーディオデータを生成する信号処理手段とを具備する。この信号処理の内容には、第１領域に設けられた複数のスピーカユニットから出力される一のチャンネルに基づく音の仮想的な出力位置となる仮想焦点を第１領域より後方側に設定するとともに、第２領域に設けられた複数のスピーカユニットから出力される他のチャンネルに基づく音の仮想焦点を第２領域より後方側に設定するための第１信号処理を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、スピーカアレイを用いた技術に関する。

複数のスピーカユニットが並べられたスピーカアレイを有するスピーカ装置は、オーディオ信号に指向性を付与して出力することができる。このようなスピーカ装置は、指向性を付与して放音し、その音の焦点を壁面方向に向けることで、壁面反射を利用して聴取者に到達させ、聴取者にサラウンド感を与えることができる（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２５１５３号公報

特許文献１に記載された技術によりサラウンド効果を実現すると、聴取者は、スピーカ装置が聴取者前方にのみ存在していても、左右、後方などさまざまな方向から音が到達するように感じる。そのため、聴取者は、臨場感のある状態で映画などの鑑賞を行うことができる。一方、このサラウンド効果が得られる場所は、壁反射を用いている関係から限られた範囲の場所であり、その場所を移動してしまうとサラウンド感が得られなくなる場合があった。映画の視聴ではなく、一般的なテレビ番組などの視聴においては、聴取者は、何か別の行動をしながら視聴する場合もある。このとき、聴取者は、サラウンド効果が得られる範囲から移動してしまうと、ステレオ感が得られないだけでなく、音質の変化により違和感を受ける場合もあった。

このテレビ番組などがステレオ（２ｃｈ）放送である場合に、スピーカ装置は、壁面反射を利用せず、音の焦点を聴取者の方向に向け、Ｌｃｈの音が聴取者の左耳、Ｒｃｈの音が聴取者の右耳に到達するようにすることも可能であるが、この場合であっても、聴取者の聴取エリアは狭いものとなってしまう。そのため、聴取者は、少し移動するだけでステレオ感が得られなくなるだけでなく、音質の変化により違和感を受ける場合もあった。また、Ｌｃｈの音もＲｃｈの音も全てのスピーカユニットから放音されるため、聴取者は、各チャンネルの音像の分離感が少なく、そのことによってもステレオ感があまり得られないものでもあった。

ところで、指向性を付与することができるスピーカ装置は、前方（スピーカ装置から見て聴取者側）に広がるように放音することもできる。このとき、スピーカ装置は、音の仮想的な出力位置となる仮想的な焦点（以下、仮想焦点という）をスピーカ装置の後方側に位置させると、聴取者側へ放音範囲が広がることになる（図５参照）。一方、上述のように、Ｌｃｈの音とＲｃｈの音とが全てのスピーカユニットから放音されるため、各チャンネルの音像の分離感が少ない。また、Ｒｃｈの音は全体的に聴取者の左側に、Ｌｃｈの音は全体的に聴取者の右側に広がるように出力されるため、例えば、聴取者は、スピーカ装置側を向いて左側に移動すると、左側に寄ったにもかかわらずＬｃｈの音よりＲｃｈの音が大きく聞こえるなど、左右の音量バランスに対して違和感を受ける場合があった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、スピーカアレイを用いて指向性を付与することができるスピーカ装置において、聴取位置の違いによる左右の音量バランスの違いを一般的なステレオ感に近づけつつ、ステレオ感が得られる範囲を広くすることを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、供給されるオーディオデータに応じた音を出力するスピーカユニットが筐体の前面に複数設けられたスピーカアレイと、複数のチャンネルのオーディオデータを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された各チャンネルのオーディオデータに対して信号処理を施して、前記複数のスピーカユニットの各々に対応して前記供給されるオーディオデータを生成する信号処理手段と、前記信号処理手段における信号処理の内容を制御する制御手段とを具備し、前記制御手段によって制御される前記信号処理の内容には、前記前面の一部である第１領域に設けられた複数のスピーカユニットから一のチャンネルのオーディオデータに基づく音を出力させ、当該音の仮想的な出力位置となる第１仮想焦点を当該第１領域より前記筐体の後方側に設定するとともに、前記前面の一部であり当該第１領域とは異なる第２領域に設けられた複数のスピーカユニットから他のチャンネルのオーディオデータに基づく音を出力させ、当該音の仮想的な出力位置となる第２仮想焦点を当該第２領域より前記筐体の後方側に設定するための第１信号処理と、前記第１領域および前記第２領域を含む領域に設けられた複数のスピーカユニットから出力される音に指向性を付与するための第２信号処理とが含まれることを特徴とするスピーカ装置を提供する。

また、別の好ましい態様において、前記第１領域は、前記複数のスピーカユニットのうち、前記筐体の長手方向における一端側に最も近いスピーカユニットが設けられた位置を含み、前記第２領域は、前記筐体の他端側に最も近いスピーカユニットが設けられた位置を含むことを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、前記第１信号処理は、前記第１仮想焦点を当該第１領域の中央部における前記筐体の後方側に設定するとともに、前記第２仮想焦点を当該第２領域の中央部における前記筐体の後方側に設定する処理であることを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、前記第１信号処理は、焦点位置を変更する指示に応じて、前記第１仮想焦点の位置および前記第２仮想焦点の位置を、同一方向に移動させる処理を含むことを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、前記第１領域と前記第２領域とは重複した領域を有しないことを特徴とする。

本発明によれば、スピーカアレイを用いて指向性を付与することができるスピーカ装置において、聴取位置の違いによる左右の音量バランスの違いを一般的なステレオ感に近づけつつ、ステレオ感が得られる範囲を広くすることができる。

本発明の実施形態におけるスピーカ装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施形態におけるスピーカ装置の外観を説明する図である。 本発明の実施形態における音響処理部における構成を説明する図である。 本発明の実施形態における放射音の到達範囲を説明する図である。 従来例における放射音の到達範囲を説明する図である。 本発明の変形例１と従来例とについて放射音の到達範囲を説明する図である。 本発明の変形例２と従来例とについて放射音の到達範囲を説明する図である。 本発明の変形例３と従来例とについて放射音の到達範囲を説明する図である。 本発明の変形例４における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。 本発明の変形例５における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。 本発明の変形例６における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。 本発明の変形例７における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。 本発明の変形例８におけるスピーカユニットの配置態様および放音部分を説明する図である。

＜実施形態＞
［全体構成］
図１は、本発明の実施形態におけるスピーカ装置１の構成を説明するブロック図である。スピーカ装置１は、制御部３、記憶部４、操作部５、インターフェイス６、および音響処理部１０を有する。これらの各構成は、バスを介して接続されている。また、スピーカ装置１は、音響処理部１０に接続された複数のスピーカユニットを有するスピーカアレイ部２を有する。スピーカ装置１は、音響処理部１０においてオーディオデータに対して信号処理を施すことにより、スピーカアレイ部２から指向性を付与した音を出力する。また、スピーカ装置１は、音響処理部１０においてオーディオデータに対して信号処理を施すことにより、スピーカアレイ部２の後方に仮想焦点を設定し、前方に放射状に広がる音を出力する。以下の説明において、スピーカアレイ部２０から出力される音のうち、指向性が付与された音をビーム音といい、放射状に広がる音を放射音という。

制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを有する。制御部３は、記憶部４またはＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、バスを介してスピーカ装置１の各部を制御する。制御部３は、例えば、音響処理部１０を制御して、音響処理部１０において行われる各処理におけるパラメータ設定の制御などを行う制御手段としても機能する。

記憶部４が、不揮発性メモリなどの記憶手段であって、制御部３における制御において用いられる設定パラメータなどを記憶する。この設定パラメータには、放射音の仮想焦点の位置に応じて音響処理部１０に設定されるパラメータが含まれている。また、この設定パラメータには、ビーム音が出力される方向に応じて音響処理部１０に設定されるパラメータが含まれている。

また、スピーカ装置１から出力されたビーム音が、スピーカ装置１が設置された部屋の壁面に反射して聴取者の位置する受音点に到達するまでの時間、および受音点に到達させるためのビーム音の出力方向、スピーカ装置１からビーム音が直接受音点に到達するまでの時間、およびそのときのビーム音の出力方向などについてのビーム情報についても記憶部４に記憶されている。このビーム情報は、部屋に設置されたスピーカ装置１からビーム音を出力させ、出力方向を変化させながら、予め受音点に設置したマイクロフォンに入力された音を測定した結果から算出される。この測定は、例えば、スピーカ装置１の設置位置、設置する部屋、受音点など環境を変えたときに行うものであり、利用者による操作部５の操作により開始される。

操作部５は、音量レベルを調整するボリューム、設定変更を行う指示を入力するための操作ボタンなどの操作手段を有し、操作内容を示す情報を制御部３に出力する。
インターフェイス６は、外部からオーディオデータＳｉｎを取得するための入力端子などである。
続いて、複数のスピーカユニットを有するスピーカアレイ部２について、図２を用いて説明する。

［スピーカユニット配置］
図２は、本発明の実施形態におけるスピーカ装置１の外観を説明する図である。この例においては、スピーカ装置１は概ね直方体の筐体１００を有している。図２に示すように、スピーカ装置１は、スピーカアレイ部２を構成する複数のスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４を有している。スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４は、略無指向性のスピーカユニットであり、スピーカ装置１の筐体１００の前面１００Ｆに、筐体１００の長手方向（水平面内）に沿って並んで設けられている。前面１００Ｆは、筐体１００を構成する面のうち、スピーカ装置１から見て、主に聴取者が位置する方向である前方側に位置する面をいう。

スピーカアレイ部２は、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４から音を出力することにより、水平面内に含まれる特定の方向に向かってビーム音を出力することができる。ビーム音は、スピーカアレイ部２の前方かつ水平面内に音の焦点が設定されたものであってもよいし、水平面内において平行ビーム音となるような、焦点が設定されていないものであってもよい。また、スピーカアレイ部２は、水平面内のスピーカアレイ部２の後方に仮想焦点が設定された放射音を出力することもできる。続いて、音響処理部１０の構成について図３を用いて説明する。

［音響処理部１０の構成］
図３は、本発明の実施形態における音響処理部１０における構成を説明する図である。音響処理部１０は、イコライザ部（ＥＱ）１１、信号処理部（ＤｉｒＣ）１２、加算部１３、Ｄ／Ａ部１４および増幅部１５を有する。イコライザ部１１および信号処理部１２は、インターフェイス６から入力されるオーディオデータＳｉｎに含まれる最大チャンネル数に応じて設けられ、この例においては、Ｃ（センタ）ｃｈ、ＦＬ（フロントＬ）ｃｈ、ＦＲ（フロントＲ）ｃｈ、ＳＬ（サラウンドＬ）ｃｈ、ＳＲ（サラウンドＲ）ｃｈの５ｃｈに対応するように構成されているものとする。なお、サブウーファなどから出力するチャンネルを含めた５．１ｃｈとしてもよいが、この例においては５ｃｈであるものとして説明する。
以下、オーディオデータＳｉｎのうち、ＦＬｃｈに対応するオーディオデータについては、オーディオデータＦＬといった記載により説明する。また、イコライザ部１１のうち、例えば、ＦＬｃｈに対応するものはイコライザ部１１−ＦＬといった記載により説明する。

イコライザ部１１は、イコライザ部１１−Ｃ、１１−ＦＬ、１１−ＦＲ、１１−ＳＬ、１１−ＳＲを有する。イコライザ部１１は、入力されたオーディオデータに対して、制御部３により予め設定された周波数特性を付与して出力する。
インターフェイス６に入力されるオーディオデータＳｉｎについては、この例においては、インターフェイス６から入力されるオーディオデータＳｉｎとしては、上記の５ｃｈで構成される場合、またはステレオ２ｃｈ（Ｌｃｈ、Ｒｃｈ）で構成される場合があるものとする。

インターフェイス６から入力されるオーディオデータＳｉｎが５ｃｈである場合には、制御部３の制御により、オーディオデータＣ、ＦＬ、ＦＲ、ＳＬ、ＳＲが、それぞれに対応するイコライザ部１１−Ｃ、１１−ＦＬ、１１−ＦＲ、１１−ＳＬ、１１−ＳＲに入力される。
また、インターフェイス６から入力されるオーディオデータＳｉｎが２ｃｈである場合には、制御部３の制御により、オーディオデータＬがイコライザ部１１−ＦＬに、オーディオデータＲがイコライザ部１１−ＦＲに入力される。他のイコライザ部１１−Ｃ、１１−ＳＬ、１１−ＳＲにはオーディオデータは入力されない。

信号処理部１２は、信号処理部１２−Ｃ、１２−ＦＬ、１２−ＦＲ、１２−ＳＬ、１２−ＳＲを有する。信号処理部１２−Ｃ、１２−ＦＬ、１２−ＦＲ、１２−ＳＬ、１２−ＳＲは、それぞれに対応するイコライザ部１１−Ｃ、１１−ＦＬ、１１−ＦＲ、１１−ＳＬ、１１−ＳＲからオーディオデータが入力される。信号処理部１２−Ｃ、１２−ＦＬ、１２−ＦＲ、１２−ＳＬ、１２−ＳＲは、それぞれ入力されたオーディオデータに対して、制御部３から制御された内容で遅延、レベル調整などを行う信号処理を施して、各スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４に対応して供給すべきオーディオデータを生成し、生成したオーディオデータをそれぞれ対応するスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４が接続される信号ラインに供給する。

信号処理の内容としては、スピーカアレイ部２から放射音を出力するための第１信号処理、スピーカアレイ部２からビーム音を出力するための第２信号処理がある。この例においては、信号処理部１２は、インターフェイス６に入力されるオーディオデータＳｉｎのチャンネル数が２ｃｈである場合に、第１信号処理が施されるように制御部３によって制御され、チャンネル数が５ｃｈである場合に、第２信号処理が施されるように制御部３によって制御される。

第１信号処理は、オーディオデータＳｉｎのチャンネル数が２ｃｈのときに用いられる処理であるから、信号処理部１２−ＦＬ、１２−ＦＲを使用した信号処理であり、他の信号処理部１２−Ｃ、１２−ＳＬ、１２−ＳＲについてはオーディオデータの入力がなされないため使用しない。

信号処理部１２−ＦＬは、前面１００Ｆの一部である領域（以下、Ｌｃｈ前面領域ＬＰという（図２、図４参照））に設けられた複数のスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−７に対応するオーディオデータを、イコライザ部１１−ＦＬから入力されるオーディオデータＬに対して信号処理を施すことにより生成する。信号処理部１２−ＦＬは、このスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−７からの放音により放射音が出力され、その放射音の仮想焦点（以下、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧという（図４参照））がＬｃｈ前面領域ＬＰより筐体１００の後方側に位置するように、信号処理のパラメータが設定される。
信号処理部１２−ＦＲは、前面１００Ｆの一部の領域（以下、Ｒｃｈ前面領域ＲＰという（図２、図４参照））に設けられた複数のスピーカユニット２０−８、２０−９、・・・、２０−１４に対応するオーディオデータを、イコライザ部１１−ＦＲから入力されるオーディオデータＲに対して信号処理を施すことにより生成する。信号処理部１２−ＦＲは、このスピーカユニット２０−８、２０−９、・・・、２０−１４からの放音により放射音が出力され、その放射音の仮想焦点（以下、Ｒｃｈ仮想焦点ＲＧという（図４参照））がＲｃｈ前面領域ＲＰより筐体１００の後方側に位置するように、信号処理のパラメータが設定される。
これらのパラメータは、記憶部４に記憶されたパラメータを参照して制御部３によって決定される。

第２信号処理は、信号処理部１２−Ｃ、１２−ＦＬ、１２−ＦＲ、１２−ＳＬ、１２−ＳＲを使用する信号処理である。
信号処理部１２−ＦＬは、Ｌｃｈ前面領域ＬＰおよびＲｃｈ前面領域ＲＰを含む領域、すなわち前面１００Ｆに設けられたスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４に対応するオーディオデータを、イコライザ部１１−ＦＬから入力されるオーディオデータＦＬに対して信号処理を施すことにより生成する。信号処理部１２−ＦＬは、このスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４からの放音によりビーム音が出力されるように、信号処理のパラメータが設定される。このビーム音の指向方向は、記憶部４に記憶されたビーム情報に応じて決定される。この例においては、聴取者の左側の壁面を反射して到達するように指向方向が決定される。
他の信号処理部１２−Ｃ、１２−ＦＲ、１２−ＳＬ、１２−ＳＲについても、信号処理部１２−ＦＬと同様に、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４に対応するオーディオデータを、イコライザ部１１から入力されるオーディオデータに対して信号処理を施すことにより生成する。そして、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４からそれぞれのチャンネルに対応して出力されるビーム音の指向方向は、記憶部４に記憶されたビーム情報に応じて決定される。
信号処理部１２−Ｃ、１２−ＦＬ、１２−ＦＲ、１２−ＳＬ、１２−ＳＲに設定されるパラメータは、記憶部４に記憶されたパラメータを参照して制御部３によって決定される。

加算部１３は、加算部１３−１、１３−２、・・・、１３−１４を有する。加算部１３−１は、指向性制御部１２−ＳＬ、１２−ＦＬ、１２−Ｃ、１２−ＦＲ、１２−ＳＲからスピーカユニット２０−１に対応する信号ラインに供給されたオーディオ信号を加算する。加算部１３−２、１３−３、・・・、１３−１４についても同様に、スピーカユニット２０−２、２０−３、・・・、２０−１４のそれぞれに対応する信号ラインに供給されたオーディオデータをそれぞれ加算する。

Ｄ／Ａ部１４は、Ｄ／Ａ部１４−１、１４−２、・・・、１４−１４を有する。Ｄ／Ａ部１４−１、１４−２、・・・、１４−１４は、加算部１３−１、１３−２、・・・、１３−１４において加算されたオーディオデータをデジタルアナログ変換し、変換して得られるオーディオ信号を出力する。
増幅部１５は、増幅部１５−１、１５−２、・・・、１５−１４を有する。増幅部１５−１、１５−２、・・・、１５−１４は、Ｄ／Ａ部１４−１、１４−２、・・・、１４−１４から出力されるオーディオ信号を増幅し、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４に出力して放音させる。上述したように、スピーカアレイ部２から出力される音は、信号処理部１２において第１信号処理が施された場合には放射音として出力され、第２信号処理が施された場合にはビーム音として出力される。以上が音響処理部１０の構成についての説明である。
続いて、信号処理部１２において第１信号処理が施された場合に出力される放射音について、図４を用いて説明する。

［放射音の範囲］
図４は、本発明の実施形態における放射音の到達範囲を説明する図である。図４（ａ）に示すように、オーディオデータＬに基づく音は、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−７から放射音として出力される。この放射音のＬｃｈ仮想焦点ＬＧは、前面１００Ｆの一部であるＬｃｈ前面領域ＬＰの中央部における筐体１００の後方側（矢印ＡＲ１方向）に設定される。Ｌｃｈ前面領域ＬＰの中央部とは、Ｌｃｈ前面領域ＬＰのうちスピーカユニットが並べられた方向の略中心部分であり、この例においては、中央に設けられたスピーカユニット２０−４の部分となる。このようにＬｃｈ仮想焦点ＬＧが設定されているため、オーディオデータＬに基づく放射音は、概ねＬｃｈ放射領域ＬＡに広がって出力される。
一方、オーディオデータＲに基づく音は、スピーカユニット２０−８、２０−９、・・・２０−１４から放射音として出力される。この放射音のＲｃｈ仮想焦点ＲＧは、前面１００Ｆの一部であるＲｃｈ前面領域ＲＰの中央部における筐体１００の後方側（矢印ＡＲ１方向）に設定される。Ｒｃｈ前面領域ＲＰの中央部とは、Ｒｃｈ前面領域ＲＰのうちスピーカユニットが並べられた方向の略中心部分であり、この例においては、中央に設けられたスピーカユニット２０−１１の部分となる。このようにＲｃｈ仮想焦点ＲＧが設定されているため、オーディオデータＲに基づく放射音は、概ねＲｃｈ放射領域ＲＡに広がって出力される。
このようにしてＬｃｈ仮想焦点ＬＧおよびＲｃｈ仮想焦点ＲＧが位置するように設定されているため、これらの仮想焦点間距離ＳＷは、スピーカユニット２０−４からスピーカユニット２０−１１までの距離と概ね一致する。

図４（ｂ）は、Ｌｃｈ放射領域ＬＡ、Ｒｃｈ放射領域ＲＡについて、図４（ａ）に示す範囲より広範囲を示す図である。聴取者２０００は、スピーカ装置１の前方に位置している。この聴取者２０００の位置が含まれる領域Ｌ＋Ｒは、Ｌｃｈ放射領域ＬＡとＲｃｈ放射領域ＲＡとが重なっている領域であり、聴取者２０００にステレオ感を与えることができる領域である。一方、聴取者２０００は、ステレオ装置１の方向を向いた状態で左側に移動（以下、単に左側に移動といった場合にはステレオ装置１の方向を向いた状態であり、右側も同様である）しＲｃｈ放射領域ＲＡから外れると、Ｒｃｈの音が大きく減衰し、Ｌｃｈの音を強く聴取することになるためステレオ感が失われる。聴取者２０００は、反対側に移動した場合にはＲｃｈの音を強く聴取することになりステレオ感が失われる。すなわち、聴取者２０００にステレオ感を与える領域は、領域Ｌ＋Ｒとなる。
また、聴取者２０００は、領域Ｌ＋Ｒの範囲内であっても、左側の領域Ｌに近い部分に移動していくと、Ｌｃｈの音に比べＲｃｈの音が小さく聞こえるようになり、右側の領域Ｒに近い部分に移動していくと、Ｒｃｈの音に比べＬｃｈの音が小さく聞こえるようになる。これは、Ｌｃｈ用、Ｒｃｈ用のスピーカを用いてステレオ感を得る場合と同様な現象であるから、聴取者２０００は、スピーカ装置１からの音を聴取するときに、移動しながらであっても、違和感の少ないステレオ感を得られる。

この例においては、Ｌｃｈ放射領域ＬＡは、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧから前面１００Ｆの法線方向（スピーカ装置１の正面方向）に延びる線に対して、左右対称に広がる形状となる。これは、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧはＬｃｈ前面領域ＬＰの中央部後方に設けられることにより実現される。Ｒｃｈ放射領域ＲＡについても同様である。
さらに、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧとＲｃｈ仮想焦点ＲＧとの中点から前面１００Ｆの法線方向に延びる線に対して、Ｌｃｈ放射領域ＬＡとＲｃｈ放射領域ＲＡとが対称の関係となっている。これは、Ｌｃｈ前面領域ＬＰとＲｃｈ前面領域ＲＰとの大きさが同じであること、Ｌｃｈ前面領域ＬＰの中央部とＲｃｈ前面領域ＲＰの中央部との中点から前面１００Ｆの法線方向に延びる線に対して、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧとＲｃｈ仮想焦点ＲＧとが対称の関係になっていることにより実現される。
このような関係にある場合に、聴取者２０００は、特に良好なステレオ感が得られる。

なお、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧのＬｃｈ前面領域ＬＰからの距離は、Ｌｃｈ放射領域ＬＡの広さ（広がり角度）に応じて設定され、Ｌｃｈ放射領域ＬＡを広くするほど短いものとすればよい。ただし、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧのＬｃｈ前面領域ＬＰからの距離が短すぎると、音質の悪化を招く場合があり、また、長すぎるとＬｃｈ放射領域ＬＡの広がりが少なくなりすぎるため、予め決められた範囲内で制御されるようにするとよい。そのため、この予め決められた範囲は、Ｌｃｈ前面領域ＬＰの大きさが大きいほど、Ｌｃｈ前面領域ＬＰから離れた範囲となるように決められていてもよい。すなわち、Ｌｃｈ放射領域ＬＡの広がり角度が予め決められた範囲内で制御されるようになっていればよい。Ｒｃｈ仮想焦点ＲＧについても同様であるが、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧのＬｃｈ前面領域ＬＰからの距離と、Ｒｃｈ仮想焦点ＲＧのＲｃｈ前面領域ＲＰからの距離とは同じでなくてもよい。すなわち、上述した対称関係は、特に良好なステレオ感を得るためのものであり、違和感の少ないステレオ感が得られる構成であれば、必ずしも上記関係を満たさない構成となってもよい。

［従来方式との対比］
続いて、スピーカ装置１において、スピーカアレイ部２のスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−１４全てを用いて、オーディオデータＬに基づく放射音およびオーディオデータＲに基づく放射音のそれぞれを出力する場合を従来例として、図５を用いて説明する。

図５は、従来例における放射音の到達範囲を説明する図である。図５に示すＬｃｈ仮想焦点ＬＧ、Ｒｃｈ仮想焦点ＲＧ、および仮想焦点間距離ＳＷは、図４に示す場合と同じパラメータであるものとする。図５（ａ）に示すように、オーディオデータＬに基づく音およびオーディオデータＲに基づく音は、それぞれスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−１４全てから出力される。すなわち、Ｌｃｈ前面領域ＬＰとＲｃｈ前面領域ＲＰとが一致している状態である。

そのため、Ｌｃｈ放射領域ＬＡおよびＲｃｈ放射領域ＲＡは、図４に示す場合とは異なる範囲となる。すなわち、図５（ｂ）に示すように、Ｌｃｈ放射領域ＬＡは、図４に示す場合より聴取者２０００の右側に広がった範囲であり、Ｒｃｈ放射領域ＲＡは、図４に示す場合より聴取者２０００の左側に広がった範囲となる。そのため、聴取者２０００が左側に移動していくと、図４に示す場合とは異なり、Ｒｃｈの音に比べＬｃｈの音が小さく聞こえるようになり、さらに移動すると、Ｒｃｈの音を強く聴取することになる。すなわち、Ｌｃｈ用、Ｒｃｈ用のスピーカを用いてステレオ感を得る場合とは異なる現象であるから、聴取者２０００は、スピーカ装置１からの音を聴取するときに移動すると、違和感を覚えることとなる。

このように、聴取者２０００は、スピーカアレイ部２を構成するスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−１４全てからの音を聴取することになり、ステレオ感があまり感じられないだけでなく、移動していく方向と強く聴取される音とが異なることによる違和感を覚えることになる。
一方、上述したように、本発明の実施形態における第１信号処理により、Ｌｃｈ前面領域ＬＰとＲｃｈ前面領域ＲＰとを異なる領域として、放射音が出力されることにより、聴取者２０００は、移動しながらであっても、違和感の少ないステレオ感を得られることになる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
［変形例１］
上述した実施形態においては、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧは、前面１００Ｆの一部であるＬｃｈ前面領域ＬＰの中央部における筐体１００の後方側に設定されていたが、中央部からずれた位置であってもよい。Ｒｃｈ仮想焦点ＲＧについても同様である。この例においては、仮想焦点間距離ＳＷが、実施形態における場合に比べて短い場合について、図６を用いて従来例と比較して説明する。

図６は、本発明の変形例１と従来例とについて放射音の到達範囲を説明する図である。図６（ａ）は、本発明の変形例１における放射音の到達範囲を説明する図、図６（ｂ）は、従来例における放射音の到達範囲を説明する図である。
変形例１における場合は、仮想焦点間距離ＳＷが短くなることにより、ステレオ感が得られる領域Ｌ＋Ｒの範囲が狭くなっている一方、従来例の場合は、領域Ｌ＋Ｒの範囲が広くなっている。一方、上述したように、変形例１においてはオーディオデータＬに基づく音およびオーディオデータＲに基づく音が、分離された領域から出力される一方、従来例は、それぞれが全てのスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−１４から出力される。そのため、従来例においては、領域Ｌ＋Ｒが広がったとしても、仮想焦点間距離ＳＷが短くなったことにより、さらにステレオ感が得られにくい結果となるが、変形例１では、オーディオデータＬに基づく音とオーディオデータＲに基づく音の方向感が保たれステレオ感が得られなくなるということは少ない。

［変形例２］
変形例１に続いて、仮想焦点間距離ＳＷが、実施形態における場合に比べて長い場合について、図７を用いて従来例と比較して説明する。

図７は、本発明の変形例２と従来例とについて放射音の到達範囲を説明する図である。図７（ａ）は、本発明の変形例２における放射音の到達範囲を説明する図、図７（ｂ）は、従来例における放射音の到達範囲を説明する図である。
従来例の場合には、仮想焦点間距離ＳＷが広がることによっては、ステレオ感が得られない領域Ｌおよび領域Ｒの範囲が広がるだけであり、仮想焦点間距離ＳＷが広がる前の状態からステレオ感が改善される要素はない。
変形例２の場合においては、聴取者２０００がスピーカ装置１から離れると、聴取者２０００が左側、右側に移動したときの状態が、従来例の場合に近い（例えば、左側に移動しているにもかかわらずＲｃｈが大きく聞こえる）ものとなるが、聴取者２０００がスピーカ装置１に近い状態であれば、このような現象は生じず、実施形態における関係と同じものとなる。このように聴取者２０００がスピーカ装置１に近い場合には、仮想焦点間距離ＳＷが広がることにより、聴取者２０００は音像の分離感が強くなるため、よりステレオ感が得られることになる。

［変形例３］
上述した実施形態においては、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧは、前面１００Ｆの一部であるＬｃｈ前面領域ＬＰの中央部における筐体１００の後方側に設定されていたが、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧおよびＲｃｈ仮想焦点位置ＲＧを、それぞれ同じ方向に移動させることができる構成としてもよい。このとき、仮想焦点間距離ＳＷを一定に保つようにしてもよい。このようにＬｃｈ仮想焦点ＬＧおよびＲｃｈ仮想焦点位置ＲＧを移動させる制御は、操作部５へを介して入力された利用者からの指示に応じて行われるようにすればよい。
以下、仮想焦点間距離ＳＷを一定に保ちつつ、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧおよびＲｃｈ仮想焦点位置ＲＧを左側（矢印ＡＲ２方向）に移動させた場合について、図８を用いて従来例と比較して説明する。

図８は、本発明の変形例３と従来例とについて放射音の到達範囲を説明する図である。変形例３においては、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧおよびＲｃｈ仮想焦点位置ＲＧを移動させる前に比べて、領域Ｌ＋Ｒが全体的に右側（ＡＲ３方向）に移動するが、領域Ｌ、領域Ｒおよび領域Ｌ＋Ｒの相対的な位置関係は変わらない。したがって、変形例３の場合においても、実施形態における場合と同様な効果が得られる。
従来例の場合においても、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧおよびＲｃｈ仮想焦点位置ＲＧを移動させる前に比べて、領域Ｌ、領域Ｒおよび領域Ｌ＋Ｒの相対的な位置関係は変わらない。したがって、従来例の場合には、ステレオ感が改善されることはない。

［変形例４］
上述した実施形態においては、Ｌｃｈ前面領域ＬＰとＲｃｈ前面領域ＲＰとが重複しないようになっていたが、一部が重複するように構成されていてもよい。

図９は、本発明の変形例４における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。図９に示すように、この例においては、Ｌｃｈ前面領域ＬＰは、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−８を含む領域として規定され、Ｒｃｈ前面領域ＲＰは、スピーカユニット２０−７、２０−８、・・・２０−１４を含む領域として規定されている。すなわち、スピーカユニット２０−７、２０−８が設けられた範囲が重複した部分である。
この場合においては、Ｌｃｈ前面領域ＬＰの中央部は、概ねスピーカユニット２０−４、２０−５の間の部分となる。良好なステレオ感を得るためには、実施形態のように左右の放音領域を対称形にすることが好ましいため、この部分の筐体１００の後方側にＬｃｈ仮想焦点ＬＧが設定される。Ｒｃｈ前面領域ＲＰの中央部は、概ねスピーカユニット２０−１０、２０−１１の間の部分となる。
このようにすると、実施形態の場合に比べて、Ｌｃｈ放射領域ＬＡおよびＲｃｈ放射領域ＲＡが広がり、仮想焦点間距離ＳＷが短くなる。

［変形例５］
上述した実施形態においては、Ｌｃｈ前面領域ＬＰとＲｃｈ前面領域ＲＰとのいずれにも含まれないスピーカユニットは存在しなかったが、存在するようにしてもよい。

図１０は、本発明の変形例５における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。図１０に示すように、この例においては、Ｌｃｈ前面領域ＬＰは、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−６を含む領域として規定され、Ｒｃｈ前面領域ＲＰは、スピーカユニット２０−９、２０−１０、・・・２０−１４を含む領域として規定されている。すなわち、スピーカユニット２０−７、２０−８は、Ｌｃｈ前面領域ＬＰとＲｃｈ前面領域ＲＰとに含まれない範囲に存在することとなり、オーディオデータＬ、Ｒに基づく音を出力しない。
この場合においては、Ｌｃｈ前面領域ＬＰの中央部は、概ねスピーカユニット２０−３、２０−４の間の部分となる。そのため、この部分の筐体１００の後方側にＬｃｈ仮想焦点ＬＧが設定される。Ｒｃｈ前面領域ＲＰの中央部は、概ねスピーカユニット２０−１１、２０−１２の間の部分となる。
このようにすると、実施形態の場合に比べて、Ｌｃｈ放射領域ＬＡおよびＲｃｈ放射領域ＲＡが狭くなり、仮想焦点間距離ＳＷが長くなる。

なお、Ｌｃｈ前面領域ＬＰは、筐体１００の長手方向の一端側に最も近いスピーカユニット２０−１を含む領域であり、Ｒｃｈ前面領域ＲＰは、筐体１００の他端側に最も近いスピーカユニット２０−１４を含む領域であったが、これを含まない範囲であってもよい。例えば、Ｌｃｈ前面領域ＬＰは、スピーカユニット２０−２、２０−３、・・・２０−７を含む領域としてもよい。
実施形態、変形例４、変形例５に示すように、Ｌｃｈ前面領域ＬＰとＲｃｈ前面領域ＲＰとはそれぞれ複数のスピーカユニットを含み、互いに異なる領域であればよい。

［変形例６］
上述した実施形態においては、信号処理部１２において第１信号処理を施すのは、入力されるオーディオデータＳｉｎが２ｃｈである場合であったが、それ以上のチャンネル数であってもよい。例えば、さらにＣｃｈを含む３ｃｈである場合には、Ｃｃｈに対応する放射音を出力するようにしてもよい。

図１１は、本発明の変形例６における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。図１１に示すように、この例においては、Ｌｃｈ前面領域ＬＰ、Ｒｃｈ前面領域ＲＰに追加して、Ｃｃｈ前面領域ＣＰが存在する。Ｌｃｈ前面領域ＬＰは、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−５を含む領域、Ｃｃｈ前面領域ＣＰは、スピーカユニット２０−６、２０−７、・・・２０−９を含む領域、Ｒｃｈ前面領域ＲＰは、スピーカユニット２０−１０、２０−１１、・・・、２０−１４を含む領域である。
Ｃｃｈに対応するオーディオデータＣは、イコライザ部１１−Ｃに入力されるように制御部３に制御され、信号処理部１２−Ｃに出力される。進行処理部１２−Ｃには、Ｃｃｈ仮想焦点ＣＧが、他の仮想焦点と同様、Ｃｃｈ前面領域ＣＰの中央部における筐体１００の後方側になるように、制御部３によって設定される。このようにして、Ｃｃｈに対応する放射音は、Ｃｃｈ放射領域ＣＡに出力される。

なお、図１１に示す例においては、Ｃｃｈ仮想焦点ＣＧは、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧ、Ｒｃｈ仮想焦点ＲＧよりも前面１００Ｆに近い位置に存在する。これは、オーディオデータＣに基づく音が出力されるスピーカユニットの数が少ないものの、Ｃｃｈ放射領域ＣＡの広がり角度が、Ｌｃｈ放射領域ＬＡおよびＲｃｈ放射領域ＲＡの広がり角度と一致するように構成したことによる。広がり角度を一致させることで3つの仮想焦点に定位する音源から聴取者への伝達特性が似通ったものとなり違和感のない聴取エリアが広がるため本願の効果がより著しくなる。広がり角度を一致させない場合には、Ｃｃｈ仮想焦点ＣＧの位置と、Ｌｃｈ仮想焦点ＬＧ、Ｒｃｈ仮想焦点ＲＧとの位置関係は、上述の関係に限られない。

［変形例７］
上述した実施形態においては、入力されるオーディオデータＳｉｎが５ｃｈの場合には、信号処理部１２においては、第２信号処理が施されるようになっていたが、一部のチャンネルに対しては第１信号処理が施されるようにしてもよい。例えば、ＦＬｃｈおよびＦＲｃｈについては、第１信号処理が施されるようにしてもよい。すなわち、スピーカ装置１は、スピーカアレイ部２から放射音とビーム音とを同期間に出力するようにしてもよい。

図１２は、本発明の変形例７における放射音の到達範囲および仮想焦点位置を説明する図である。この例においては、信号処理部１２は、Ｃｃｈ、ＦＬｃｈ（Ｌｃｈ）およびＦＲｃｈ（Ｒｃｈ）については第１信号処理を施し、ＳＬｃｈおよびＳＲｃｈについては第２信号処理を施している。図１２においては、ＬｃｈおよびＲｃｈの放射音、およびＳＲｃｈのビーム音について記載し、他のチャンネルの音については省略している。図１２に示すように、オーディオデータＳＲに基づく音は、スピーカユニット２０−１、２０−２、・・・、２０−１４から出力されることにより、ビーム音として出力される。このＳＲｃｈのビーム音は、領域ＳＲＡに出力され、焦点ＳＲＧを有する。このビーム音は、部屋の壁面などを反射して聴取者に到達するように、指向方向、焦点位置が制御部３によって制御される。

［変形例８］
上述した実施形態においては、スピーカアレイ部２を構成する複数のスピーカユニット２０−１、２０−２、・・・２０−１４は、１列に並んで線状に配置されていたが、２列以上に並んで面上に配置されてもよい。

図１３は、変形例８におけるスピーカユニットの配置態様および放音部分を説明する図である。図１３に示すように、スピーカアレイ部２Ａは、５列に並んで面状に配置されたスピーカユニット２０Ａを有する。このようにスピーカユニットが設けられた場合には、Ｌｃｈ前面領域ＬＰおよびＲｃｈ前面領域Ｒｐの形状は、それぞれ、図１３に示すように、多角形（この例の場合は六角形）であってもよいし、円形であってもよい。このような形状のＬｃｈ前面領域ＬＰの中央部は、概ね重心の部分とすればよく、この部分の筐体後方側にＬｃｈ仮想焦点ＬＧを設ければよい。Ｒｃｈについても同様である。

［変形例９］
上述した実施形態において、入力されるオーディオデータＳｉｎが５ｃｈの場合には、信号処理部１２においては、第２信号処理が施されるようになっていたが、適宜ミキシング処理を施してチャンネル数を減らし、第１信号処理が施されるようにしてもよいし、一部のチャンネルに第１信号処理が施されるようにする場合には、残りのチャンネルには第２信号処理が施されるようにすればよい。
これとは逆に、入力されるオーディオデータＳｉｎが２ｃｈの場合には、適宜チャンネル拡張処理によりチャンネル数を増加させ、信号処理部１２において第２信号処理が施されるようにしてもよい。この場合にも、一部のチャンネルについて第１信号処理を施すようにしてもよい。

［変形例１０］
上述した実施形態における制御プログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し得る。また、スピーカ装置１は、制御プログラムをネットワーク経由でダウンロードしてもよい。

１…スピーカ装置、２，２Ａ…スピーカアレイ部、３…制御部、４…記憶部、５…操作部、６…インターフェイス、１０…音響処理部、１１，１１−Ｃ，１１−ＦＬ，１１−ＦＲ，１１−ＳＬ，１１−ＳＲ…イコライザ部、１２，１２−Ｃ，１２−ＦＬ，１２−ＦＲ，１２−ＳＬ，１２−ＳＲ…信号処理部、１３，１３−１，１３−２，・・・１３−１４…加算部、１４，１４−１，１４−２，・・・１４−１４…Ｄ／Ａ部、１５，１５−１，１５−２，・・・１５−１４…増幅部、２０−１，２０−２，・・・，２０−１４，２０Ａ…スピーカユニット、２０００…聴取者

Claims (5)

1. 供給されるオーディオデータに応じた音を出力するスピーカユニットが筐体の前面に複数設けられたスピーカアレイと、
   複数のチャンネルのオーディオデータを取得する取得手段と、
   前記取得手段によって取得された各チャンネルのオーディオデータに対して信号処理を施して、前記複数のスピーカユニットの各々に対応して前記供給されるオーディオデータを生成する信号処理手段と、
   前記信号処理手段における信号処理の内容を制御する制御手段と
   を具備し、
   前記制御手段によって制御される前記信号処理の内容には、
   前記前面の一部である第１領域に設けられた複数のスピーカユニットから一のチャンネルのオーディオデータに基づく音を出力させ、当該音の仮想的な出力位置となる第１仮想焦点を当該第１領域より前記筐体の後方側に設定するとともに、前記前面の一部であり当該第１領域とは異なる第２領域に設けられた複数のスピーカユニットから他のチャンネルのオーディオデータに基づく音を出力させ、当該音の仮想的な出力位置となる第２仮想焦点を当該第２領域より前記筐体の後方側に設定するための第１信号処理と、
   前記第１領域および前記第２領域を含む領域に設けられた複数のスピーカユニットから出力される音に指向性を付与するための第２信号処理と
   が含まれる
   ことを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記第１領域は、前記複数のスピーカユニットのうち、前記筐体の長手方向における一端側に最も近いスピーカユニットが設けられた位置を含み、
   前記第２領域は、前記筐体の他端側に最も近いスピーカユニットが設けられた位置を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記第１信号処理は、前記第１仮想焦点を当該第１領域の中央部における前記筐体の後方側に設定するとともに、前記第２仮想焦点を当該第２領域の中央部における前記筐体の後方側に設定する処理である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 前記第１信号処理は、焦点位置を変更する指示に応じて、前記第１仮想焦点の位置および前記第２仮想焦点の位置を、同一方向に移動させる処理を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピーカ装置。
5. 前記第１領域と前記第２領域とは重複した領域を有しない
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスピーカ装置。

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