JP2015043618A - Speaker array system - Google Patents
Speaker array system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015043618A JP2015043618A JP2014220220A JP2014220220A JP2015043618A JP 2015043618 A JP2015043618 A JP 2015043618A JP 2014220220 A JP2014220220 A JP 2014220220A JP 2014220220 A JP2014220220 A JP 2014220220A JP 2015043618 A JP2015043618 A JP 2015043618A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound
- speaker
- speaker array
- receiving point
- audio signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Stereophonic System (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、スピーカアレイを用いて音を反射させて受音点に到達させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for reflecting sound using a speaker array to reach a sound receiving point.
複数のスピーカユニットを規則正しく並べたスピーカアレイから出力された音がビームのように指向性を示す現象を利用し、サラウンドチャンネルの音を壁面で反射させて受音点に到達させる方法がある。例えば、特許文献1には、受音点正面に設置されたスピーカアレイから、左右のサラウンドチャンネルの音を壁面に反射させて受音点に到達させる技術が開示されている。これにより、受音点の左右にある壁面の方向に仮想的なスピーカ(仮想スピーカ)が形成される。
There is a method in which a sound output from a speaker array in which a plurality of speaker units are regularly arranged has a directivity like a beam, and a surround channel sound is reflected by a wall surface to reach a sound receiving point. For example,
ところで、近年のテレビの大型化により、テレビの音声を出力するためのスピーカアレイ装置が配置されている位置と、テレビの画面の中において音源を表す画像が表示されている位置とが離れてしまい、聴取者が違和感を覚えることが増えてきた。これらの位置が水平方向に離れている場合は、上記のスピーカアレイにより聴取者の左右の壁面の方向に仮想スピーカを形成することにより、その違和感を低減することができている。そして、これらの位置が鉛直方向に離れている場合には、例えば、スピーカアレイ装置の位置よりも上記の音源の位置が鉛直上方にある場合には、聴取者から見て天井の方向に仮想スピーカを形成すると、その違和感を低減することができる。天井の方向への仮想スピーカの形成は、鉛直方向に並んだスピーカユニットを備えるスピーカアレイによって実現する方法がある。ただし、鉛直方向に並んだスピーカユニットが1列だけでは、出力音の指向角度を水平方向に制御できないため、左右のサラウンドチャンネルの仮想スピーカが形成される位置の差異を表現することが難しい。この差異を表現するためには、複数のスピーカユニットを鉛直方向に加えて水平方向にもそれぞれ並べ、いわゆるパネル型の2次元スピーカアレイとする必要がある。そうすると、スピーカアレイ装置は大型化し、これを設置するために広い空間が必要となる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の1つは、複数の仮想スピーカを水平方向及び天井方向のそれぞれに形成させる小型のスピーカアレイ装置を実現することである。
By the way, with the recent increase in size of televisions, the position where the speaker array device for outputting the sound of the television is arranged and the position where the image representing the sound source is displayed on the screen of the television are separated. More and more listeners feel uncomfortable. When these positions are separated in the horizontal direction, the discomfort can be reduced by forming virtual speakers in the direction of the left and right wall surfaces of the listener by the above speaker array. When these positions are separated in the vertical direction, for example, when the position of the sound source is vertically above the position of the speaker array device, the virtual speaker is directed toward the ceiling as viewed from the listener. This can reduce the sense of incongruity. There is a method of forming a virtual speaker in the direction of the ceiling by a speaker array including speaker units arranged in the vertical direction. However, it is difficult to express the difference in position where the virtual speakers of the left and right surround channels are formed because the directivity angle of the output sound cannot be controlled in the horizontal direction if there is only one row of speaker units arranged in the vertical direction. In order to express this difference, it is necessary to arrange a plurality of speaker units in the horizontal direction in addition to the vertical direction to form a so-called panel type two-dimensional speaker array. If it does so, a speaker array apparatus will enlarge, and a large space will be needed in order to install this.
The present invention has been made in view of such circumstances, and one of its purposes is to realize a small speaker array device in which a plurality of virtual speakers are formed in the horizontal direction and the ceiling direction, respectively.
上記課題を解決するため、本発明は、第1面内に並んで配置されている複数の第1スピーカユニットを有し、特定の第1指向方向を指向し、かつ、前記複数の第1スピーカユニットの配置された配列方向に対する前記第1指向方向の角度を調整することが可能な第1音を前記複数の第1スピーカユニットから出力する第1スピーカアレイと、前記第1面とは異なる第2面内に配置されている第2スピーカであって、特定の第2指向方向を指向する第2音を出力する第2スピーカとを備え、前記第2スピーカは、天井を音の反射面とする部屋に前記第1スピーカアレイと共に設置される場合に、前記第1面の法線方向にあって前記第1音を聴取する位置として定められている受音点に対して前記第2音が前記第2スピーカから反射又は回折を経て間接的にのみ到達する向き、若しくは、前記受音点に直接到達する前記第2音に対する前記天井で反射した前記第2音の音圧比が定められた値以上となる音量で当該受音点に到達する向きに、前記第2面の法線が沿うように設置されることを特徴とするスピーカアレイ装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention has a plurality of first speaker units arranged side by side in a first surface, is directed to a specific first directional direction, and the plurality of first speakers. A first speaker array that outputs a first sound capable of adjusting an angle of the first directivity direction with respect to the arrangement direction of the units from the plurality of first speaker units, and a first sound different from the first surface. A second speaker arranged in two planes for outputting a second sound directed in a specific second directivity direction, wherein the second speaker has a ceiling as a sound reflecting surface. When the second speaker is installed in a room with the first speaker array, the second sound is applied to a sound receiving point that is defined as a position in the normal direction of the first surface and listening to the first sound. After reflection or diffraction from the second speaker. The sound receiving point is reached only in an indirect direction, or at a volume at which the sound pressure ratio of the second sound reflected from the ceiling with respect to the second sound that directly reaches the sound receiving point is equal to or greater than a predetermined value. A speaker array device is provided, wherein the speaker array device is installed such that a normal line of the second surface is along a direction of arrival.
好ましい態様において、前記第2スピーカは、供給されるオーディオ信号を前記第2音として出力し、前記第2スピーカから前記受音点までの前記第2音の経路の長さと、前記第1スピーカアレイから当該受音点までの前記第1音の経路の長さとの差に応じて前記オーディオ信号を遅延させる遅延手段を備え、前記第1スピーカアレイは、前記遅延手段により遅延されたオーディオ信号を前記第1音として出力する。
他の好ましい態様において、前記オーディオ信号を、当該オーディオ信号が表す音の周波数帯域のうち定められた境界周波数以下の周波数帯域を減衰させる減衰手段を備え、前記第2スピーカは、前記減衰手段により減衰されたオーディオ信号を前記第2音として出力し、前記第1スピーカアレイは、前記オーディオ信号を、当該オーディオ信号が表す音の周波数帯域のうち前記境界周波数以下の周波数帯域を前記減衰手段により減衰させることなく前記第1音として出力する。
In a preferred aspect, the second speaker outputs the supplied audio signal as the second sound, the length of the path of the second sound from the second speaker to the sound receiving point, and the first speaker array. Delay means for delaying the audio signal in accordance with the difference between the length of the path of the first sound from the sound receiving point to the sound receiving point, and the first speaker array receives the audio signal delayed by the delay means. Output as the first sound.
In another preferred aspect, the audio signal includes attenuation means for attenuating a frequency band equal to or lower than a predetermined boundary frequency in a frequency band of sound represented by the audio signal, and the second speaker is attenuated by the attenuation means. The first audio signal is output as the second sound, and the first speaker array attenuates the audio signal by the attenuation means in a frequency band equal to or lower than the boundary frequency in a frequency band of the sound represented by the audio signal. Without being output as the first sound.
他の好ましい態様において、前記第1音及び前記第2音により前記受音点で虚像を形成させたい方向を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された方向に応じて、前記第1音及び前記第2音のそれぞれの音量、前記境界周波数又は前記遅延手段が前記オーディオ信号を遅延させる時間を調整する調整手段とを備え、前記第1スピーカアレイは、前記調整手段により調整された結果を用いて処理されたオーディオ信号を前記第1音として出力し、前記第2スピーカは、前記調整手段により調整された結果を用いて処理されたオーディオ信号を前記第2音として出力する。
他の好ましい態様において、前記第2スピーカは、前記部屋に設置された場合に、前記複数の第2スピーカの振動板がいずれも前記受音点から見えない位置に設けられている。
また、本発明は、第1面内に並んで配置されている複数の第1スピーカユニットを有し、特定の第1指向方向を指向し、かつ、前記複数の第1スピーカユニットの配置された配列方向に対する前記第1指向方向の角度を調整することが可能な第1音を前記複数の第1スピーカユニットから出力する第1スピーカアレイと、前記第1面とは異なる第2面内に配置されている第2スピーカであって、特定の第2指向方向を指向する第2音を出力する第2スピーカと、遮蔽板とを備え、前記遮蔽板は、前記第1面の法線方向にあって前記第1音を聴取する位置として定められている受音点に対して前記第2音が前記第2スピーカから反射又は回折を経て間接的にのみ到達される位置、若しくは、前記受音点に直接到達する前記第2音に対する天井で反射した前記第2音の音圧比が定められた値以上となる音量で当該受音点に到達する位置に設置されることを特徴とするスピーカアレイ装置を提供する。
In another preferred aspect, a determining means for determining a direction in which a virtual image is to be formed at the sound receiving point by the first sound and the second sound, and the first sound according to the direction determined by the determining means. And adjusting means for adjusting the volume of each of the second sounds, the boundary frequency, or the time for which the delay means delays the audio signal, and the first speaker array displays the result adjusted by the adjusting means. The audio signal processed using is output as the first sound, and the second speaker outputs the audio signal processed using the result adjusted by the adjusting means as the second sound.
In another preferred aspect, the second speaker is provided at a position where none of the diaphragms of the plurality of second speakers can be seen from the sound receiving point when installed in the room.
In addition, the present invention has a plurality of first speaker units arranged side by side in the first surface, is directed to a specific first directivity direction, and the plurality of first speaker units are arranged. A first speaker array that outputs a first sound capable of adjusting an angle of the first directivity direction with respect to an arrangement direction from the plurality of first speaker units, and disposed in a second surface different from the first surface A second speaker that outputs a second sound directed in a specific second directivity direction, and a shielding plate, wherein the shielding plate is in a normal direction of the first surface. A position where the second sound reaches only indirectly through reflection or diffraction from the second speaker with respect to a sound receiving point defined as a position for listening to the first sound, or the sound receiving On the ceiling against the second sound that reaches the point directly In the volume sound pressure ratio is obtained the value above which defines the second sound shines be installed in a position to reach the sound receiving point to provide a speaker array apparatus according to claim.
本発明によれば、少なくとも2つのスピーカアレイを本構成のとおり設置しない場合に比べて、複数の仮想スピーカを水平方向及び天井方向のそれぞれに形成させる小型のスピーカアレイ装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a small speaker array device in which a plurality of virtual speakers are formed in each of the horizontal direction and the ceiling direction, compared to a case where at least two speaker arrays are not installed as in the present configuration.
[実施形態]
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、スピーカアレイ装置1の構成を示すブロック図である。スピーカアレイ装置1は、バスを介して互いに接続されている制御部2、記憶部3、操作部4、インターフェース5及び音響処理部30と、音響処理部30に接続されている第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20とを備える。スピーカアレイ装置1は、オーディオ信号に対して音響処理部30で処理を施すことにより、第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20から、特定の方向を指向する音を出力する装置である。以下、この指向する音をサウンドビームという。
制御部2は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等を有する。制御部2は、記憶部3またはROMに記憶された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アレイ装置1の各部を制御する。制御部2は、例えば、音響処理部30を制御して、音響処理部30において行われる各処理におけるパラメータの設定などを行う設定手段としても機能する。
[Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the
The
記憶部3は、不揮発性メモリなどの記憶手段であって、制御部2が各部を制御する際用いる設定パラメータ等を記憶する。この設定パラメータには、サウンドビームの音量を示すパラメータと、サウンドビームが出力される方向に応じて制御部2によって設定され、音響処理部30で用いられるパラメータとが含まれている。
操作部4は、音量レベルを調整するボリューム及び設定変更を行う指示を入力するための操作ボタン等の操作手段を有し、操作内容を示す情報を制御部2に出力する。
インターフェース5は、外部からオーディオ信号Sinを取得するための入力端子などである。
第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20は、それぞれ複数のスピーカユニットを有し、音響処理部30から入力されるオーディオ信号をこれらのスピーカユニットからそれぞれ出力させることで、特定の方向を指向する音を出力する。
サブウーファ40は、低音域の音を出力する。
音響処理部30は、インターフェース5を介して取得されたオーディオ信号Sinを処理し、第1スピーカアレイ10、第2スピーカアレイ20及びサブウーファ40がそれぞれ出力するオーディオ信号を生成する。音響処理部30は、生成したオーディオ信号を、第1スピーカアレイ10、第2スピーカアレイ20及びサブウーファ40に対してそれぞれ供給する。
The
The
The interface 5 is an input terminal for acquiring the audio signal Sin from the outside.
Each of the
The
The
図2は、スピーカアレイ装置1の外観を示す図である。図2では、スピーカアレイ装置1が水平な床面に設置されている状態を示している。スピーカアレイ装置1は、第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20が設けられている中空の筐体6を有する。筐体6は、互いに隣り合う長方形の面61、62及び台形の面63を含む6面の角柱の形状をしている。面61には、第1スピーカアレイ10が設けられており、面62には、第2スピーカアレイ20が設けられている。面61は、鉛直方向Yに沿った面である。また、面61は、スピーカアレイ装置1を設置する場合に、聴取者の方へ向ける面である。つまり、面61は、スピーカアレイ装置1の正面である。以下では、面61がむく方向、すなわち、面61の法線に沿った方向を第1水平方向Zという。第1水平方向Zは、鉛直方向Yと直交する方向である。面62は、スピーカアレイ装置1を部屋に設置する場合に、天井の方へ向ける面である。面63は、筐体6を正面から(面61側から)見たときに、側面となる面である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance of the
第1スピーカアレイ10は、第1スピーカユニット101から114までの14個のスピーカユニットを有する。以下では、これら複数のスピーカユニットを、それぞれを区別しない場合は「第1スピーカユニット100」という。各第1スピーカユニット100は、面61(第1面)内に、鉛直方向Y及び第1水平方向Zのいずれとも直交する方向である第2水平方向Xに並んで列をなすようにそれぞれ配置されている。この第2水平方向Xは、水平に向いた方向であり、面61に沿った方向である。つまり、各第1スピーカユニット100は、各々の並びにより形成される形状(この場合、直線)の長手方向(これを第1スピーカアレイ10の長手方向という。)が、第2水平方向Xと沿う状態で配置されている。また、ここでいう面61内に配置されているとは、第1スピーカユニット100が有する振動板の径が広い方の端部が面61を含む平面と重なるように配置されていることである。また、第1スピーカユニット100は、出力する音の主軸がいずれも特定の方向(第1主軸方向)に沿う状態で配置されている。面61には、第2水平方向Xに沿って穴が14個空けられており、それらの各穴から各第1スピーカユニット100が露出している。第1スピーカアレイ10は、これらの第1スピーカユニット100から、特定の方向(第1指向方向)を指向し、かつ、その第1指向方向と第2水平方向X(第1スピーカアレイ10の長手方向)とがなす角度を調整することが可能なサウンドビーム(第1音)を出力する。
The
図3は、第1指向方向と第2水平方向Xとがなす角度の例を示す図である。図3では、スピーカアレイ装置1を第2スピーカアレイ20側から鉛直方向Yに見た場合において、第1スピーカアレイ10から出力されたサウンドビームB1が進む方向、すなわち第1指向方向を示している。図3(a)では、サウンドビームB1が、波面(厳密には各スピーカから放射された素波面よる包絡面であるが、ここでは簡略に波面と表記する)が平面をなす平行ビームである場合を示している。この図に示す矢印B1uは、サウンドビームB1の波面が進んでいく経路の例を示したものである。この場合、サウンドビームB1の波面は、どの位置においても、矢印B1uで示したように、第2水平方向Xに対して角度θ1をなす方向に進んでいく。図3(b)では、サウンドビームB1が、波面が円筒面をなす収束ビームである場合を示している。この場合、サウンドビームB1の波面は、どの位置においても、収束点Pに向かう方向に進んでいく。この図に示す矢印B1v、B1wは、サウンドビームB1の波面が進んでいく経路の例を示したものである。例えば、サウンドビームB1のある部分が矢印B1vに示す経路を進む場合、サウンドビームB1のその部分の波面は、第2水平方向Xに対して角度θ2をなす方向に進んでいく。また、サウンドビームB1の別のある部分が矢印B1wに示す経路を進む場合、サウンドビームB1のその部分の波面は、第2水平方向Xに対して角度θ3をなす方向に進んでいく。どちらの場合であっても、第1スピーカアレイ10は、これらの角度(θ1、θ2、θ3)を調整することが可能である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an angle formed by the first directivity direction and the second horizontal direction X. FIG. 3 shows the direction in which the sound beam B1 output from the
第2スピーカアレイ20は、第2スピーカユニット201から210までの10個のスピーカユニットを有する。以下では、これら複数のスピーカユニットを、それぞれを区別しない場合は「第2スピーカユニット200」という。各第2スピーカユニット200は、面62において、第2水平方向Xに並んで列をなすようにそれぞれ配置されている。言い換えると、各第2スピーカユニット200は、それらの並びにより形成される形状(この場合、直線)の長手方向(これを第2スピーカアレイ20の長手方向という。)が第2水平方向Xに沿う状態となるように配置されている。また、第2スピーカユニット200は、出力する音の主軸がいずれも上記第1主軸方向とは異なる特定の方向(第2主軸方向)に沿う状態で配置されている。第2スピーカアレイ20は、後述するとおり、出力するサウンドビームを部屋の天井で反射させ、天井側に仮想スピーカを形成させるためのスピーカアレイである。聴取者から見て天井側に仮想スピーカを形成させるべき音は、聴取者の正面や左右に比べて音量が小さくてもよい場合が多いため、各第2スピーカユニット200は、第1スピーカユニット100よりも小さいスピーカユニットが用いられており、その個数も少なく構成されている。第2スピーカアレイ20は、これらの第2スピーカユニット200から、特定の方向(第2指向方向)を指向し、かつ、その第2指向方向と第
2水平方向X(第2スピーカアレイ20の長手方向)とがなす角度を調整することが可能なサウンドビーム(第2音)を出力する。
The
続いて、第2水平方向Xに見て各スピーカユニットが筐体6にどのように設けられているかについて、図4を参照しながら説明する。
図4は、第2水平方向Xに見た筐体6の断面を示す図である。図4では、第2スピーカユニット200が設けられている位置の筐体6の断面を示している。また、図4では、各スピーカユニットについては、説明を簡潔にするため、断面ではなく側面を示している。第1スピーカユニット100は、振動板を有し、この振動板の径が広い方の端部が面61を含む平面と重なるように設けられている。言い換えると、第1スピーカユニット100は、面61が向いている方向に振動板が振動するように設けられている。この方向は、上述した第1主軸方向W1であり、第1スピーカユニット100の正面を示す方向でもある。第1主軸方向W1は、面61の法線に沿った方向、すなわち第1水平方向Zに向いている。
Next, how each speaker unit is provided in the housing 6 when viewed in the second horizontal direction X will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a view showing a cross section of the housing 6 viewed in the second horizontal direction X. FIG. In FIG. 4, the cross section of the housing | casing 6 of the position in which the
第2スピーカユニット200は、振動板を有し、面62を内部側に窪ませてその底に穴が空いている窪み部610に設けられている。このため、第2スピーカユニット200は、振動板の径が広い方の端部が面62よりも筐体6の内部の奥まったところに位置している。つまり、各第2スピーカユニット200は、各窪み部610の底を含んだ面によって形成される平面66(図4では二点鎖線で示す。)内に並んで配置されていることになる。この平面66は、面61(第1面)とは異なる面であり、本発明に係る「第2面」の一例に相当する。この平面66は、面62と平行となっている。また、第2スピーカユニット200は、面62の法線に沿った方向に振動板が振動するように設けられている。この方向は、平面66の法線に沿った方向、かつ、上述した第2主軸方向W2であり、第2スピーカユニット200の正面を示す方向でもある。面62は、第1水平方向Zに対して角度θ4、本実施形態においては、15度傾いている。このため、第2主軸方向W2も、鉛直方向Yに対してθ4、すなわち15度、第1水平方向Zに向けて傾いている。
The
スピーカアレイ装置1は、同じタイミングで入力されたオーディオ信号を出力したサウンドビーム及びサブウーファ40から出力される音(サブウーファ音)が、概ね同じタイミングで受音点に到達するように、各サウンドビーム及びサブウーファ音を出力するタイミングをそれぞれ変えている。ここにおいて、受音点とは、聴取者がスピーカアレイ装置1から出力される音を聴取する位置として予め定められているところをいう。この受音点は、言い換えると、聴取者が聴取する位置として想定されるところであり、一方のスピーカアレイに近すぎると他方のスピーカアレイからの音が聴取しにくくなるため、両スピーカアレイからある程度の距離以上離れたところに位置するように定められる。具体的には、受音点は、例えば、第1スピーカアレイ10から面61の法線方向(第1主軸方向W1と同じ方向)に1m以上離れて、かつ、人の身長よりも低いところに位置するものと定められる。言い換えれば、そのような位置を受音点としたときに、聴取者は、スピーカアレイ装置1から出力される音を品質よく聴取することができる。スピーカアレイ装置1では、この受音点において最適な音となるサウンドビームを出力するように、各種設定が行われる。詳細には、スピーカアレイ装置1は、これらの音が受音点に到達するまでに伝播する距離の差に応じて、これらの音をそれぞれ出力するタイミングを遅延させている。ここでいう距離の差は、例えば、第1スピーカアレイ10が出力したサウンドビームが受音点に到達するまでの経路の長さと、第2スピーカアレイ20が出力したサウンドビームが受音点に到達するまでの経路の長さとの差である。
The
スピーカアレイ装置1が設置される部屋、その部屋の中で設置される位置及び受音点の位置等の環境が変化すると、上述した距離の差も変化し、各サウンドビームを遅延させるべき時間も変化する。このため、スピーカアレイ装置1の制御部2は、これらの環境が変化したときに、これらの音を受音点に概ね同じタイミングで到達させるために各音を遅延させるべき時間(以下「遅延時間」という。)と、これらの音を出力する方向(以下「出力方向」という。)とを互いに対応付けて記憶部3に記憶させておく。これらの遅延時間及び出力方向は、次のように決められる。まず、部屋に設置されたスピーカアレイ装置1からサウンドビームを出力させ、出力方向をスキャンさせながら、予め受音点として想定される位置(以下「測定位置」という。)に設置したマイクロフォンで収音された音を記録する。次に、この測定結果から、例えば収音された音量が周囲の出力方向に比べて大きくなる方向の中から、各チャンネルの音を出力させる方向をサウンドビームの出力方向として選び、設定する。そして、設定された出力方向に出力されたサウンドビームの測定位置への到達時間から、各サウンドビームを遅延させるべき時間を算出する。この出力方向の設定及び遅延時間の算出は、特開2009−27603号公報に示されるような公知の技術を用いて行われればよい。音響処理部30が、算出された遅延時間に基づいてオーディオ信号を処理することにより、受音点に概ね同じタイミングで到達するサウンドビーム及びサブウーファ音が出力される。
When the environment such as the room where the
図5は、音響処理部30の機能的構成を示すブロック図である。音響処理部30は、デコーダ310と、信号処理部320と、バスマネージメント部330と、遅延部340と、天井ビーム生成部350と、水平ビーム生成部360とを有する。
デコーダ310は、インターフェース5から入力された入力信号Sinをデコードする。ここで、本実施形態では、入力信号Sinは、5.1chのオーディオ信号を表すものとする。デコーダ310は、この入力信号Sinをデコードして得られた5.1chのオーディオ信号を、信号処理部320に供給する。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
The
信号処理部320は、供給された5.1chのオーディオ信号に対して、残響の付加若しくは残響の分離、又はエフェクトを施すことによって新たに生成した信号を加えて拡張信号としたものをバスマネージメント部330に供給する。信号処理部320は、これらの拡張信号のうち、残響が含まれており、又はエフェクトが施された5チャンネルの拡張信号から、3チャンネルの拡張信号を新たに生成して、第2スピーカアレイ20用に用いられる信号(以下「天面用信号」という。)とする。詳細には、信号処理部320は、5チャンネルのうち、「L」及び「SL」のチャンネルから生成された拡張信号「L’」、「SL’」を加算した「L’+SL’」を1つのチャンネル(これを「天面L」チャンネルという。)とし、「R」及び「SR」のチャンネルから生成された拡張信号「R’」、「SR’」を加算した「R’+SR’」を1つのチャンネル(これを「天面R」チャンネルという。)とする。また、上記のとおり減衰されたチャンネル「C」を「天面C」という。こうして、信号処理部320は、「天面L」、「天面R」、「天面C」の3つのチャンネルを有する天面用信号をバスマネージメント部330に供給する。
The
また、信号処理部320は、入力された5.1chそのままのオーディオ信号もしくは、入力された5.1ch信号から残響成分を減算した信号を、第1スピーカアレイ10用に用いられる信号(以下、「水平用信号」という。)としてバスマネージメント部330に供給する。これにより、第1スピーカアレイ10は、上記オーディオ信号をサウンドビーム(第1音)として出力する。
また、信号処理部320は、第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20から共に同一音声信号を再生するような場合は、一方の信号が表す音の音量に応じて、他方の信号が表す音の音量を小さくする。これは、例えば、デコード後のオーディオ信号が表す音の音量に対して、天面用信号が70%の音量の音を表しているのであれば、水平用信号では、30%の音量の音を表し、天面用信号が10%の音量の音を表しているのであれば、水平用信号では、90%の音量の音を表すようにするということである。信号処理部320がこのように音量のバランスを取ることで、元の音声信号の音量感を保ちつつ、両スピーカアレイが形成する定位位置の中間に定位させることができる。
Further, the
When the
バスマネージメント部330は、供給されたこれらのオーディオ信号から、サブウーファ用のLFE(Low Frequency Effect:低音増強用)チャンネルを含む低音域のオーディオ信号(以下、「サブウーファ用信号」という。)を分離する。これにより、オーディオ信号は、第1スピーカアレイ10用の信号(以下、「正面用信号」という。)と、天面用信号と、サブウーファ用信号とに分けられる。また、バスマネージメント部330は、天面用信号に対して、この信号が表す周波数帯から、定められた周波数(いわゆるカットオフ周波数)以下の周波数帯域の音を減衰させる処理を行う。これにより、第2スピーカアレイ20からは、このように減衰されたオーディオ信号がサウンドビーム(第2音)として出力される。バスマネージメント部330は、本発明に係る「減衰手段」として機能する。バスマネージメント部330は、これらのオーディオ信号を、遅延部340に供給する。
The
遅延部340(遅延手段)は、供給された正面用信号、天面用信号及びサブウーファ用信号に含まれる各チャンネルのオーディオ信号を、これらの信号に基づき出力される各サウンドビーム及びサブウーファ音が上述した受音点に到達するまでの距離の差に応じて遅延させる。詳細には、まず、遅延部340には、制御部2から、記憶部3に記憶されている上記の遅延時間が各出力方向と対応付けられて供給される。そして、遅延部340は、各チャンネルのオーディオ信号が出力される方向に対応付けられた遅延時間だけそれらの信号を遅延させる。この遅延時間は、指向性を制御するためのものではないから、各スピーカアレイが有する複数のスピーカユニットのそれぞれに対して同じとなる。遅延部340は、遅延させた天面用信号を天井ビーム生成部350に供給し、遅延させた正面用信号を水平ビーム生成部360に供給する。また、遅延部340は、遅延させたサブウーファ用信号を、サブウーファ40に接続するD/Aコンバータに供給する。
The delay unit 340 (delay means) outputs the audio signal of each channel included in the supplied front signal, top signal, and subwoofer signal, and the sound beam and subwoofer sound output based on these signals as described above. The delay is made according to the difference in distance until the sound receiving point is reached. Specifically, first, the delay time stored in the
天井ビーム生成部350は、供給された天面用信号に含まれる各チャンネルのオーディオ信号を、それぞれの出力方向に応じて遅延させる。ここで遅延させる時間は、この出力方向に応じて、第2スピーカユニット200毎にそれぞれ決まる時間である。そして、天井ビーム生成部350は、遅延された各チャンネルのオーディオ信号を加算して、第2スピーカユニット200に出力する。このようにして、天井ビーム生成部350は、遅延部340から供給された天面用信号に係る音の指向性を制御する。
The
天井ビーム生成部350から出力されたオーディオ信号は、D/AコンバータによってD/A変換された後にアンプにより増幅され、各第2スピーカユニット200からサウンドビームとして出力される。このようにして、各チャンネル「天面L」、「天面R」、「天面C」に係る音のサウンドビームは、それぞれ設定された方向を指向して第2スピーカアレイ20から出力される。これらのサウンドビームは、上述した天面用信号を出力したものであるため、定められた周波数よりも高い周波数を帯域とする音となっている。
水平ビーム生成部360においても、天井ビーム生成部350と同様の処理が行われ、各チャンネルに係る音のサウンドビームが、それぞれ設定された方向を指向して第1スピーカアレイ10から出力される。
The audio signal output from the
The horizontal
続いて、第2スピーカアレイ20から出力されるサウンドビームが受音点まで到達する様子について、第2スピーカアレイ20が第1スピーカアレイ10と共に(すなわちスピーカアレイ装置1が)定められた高さの天井を反射面とする部屋に設置されて用いられる場合を例にとって説明する。
図6は、部屋1000に設置したスピーカアレイ装置1から受音点Q1に到達するサウンドビームの経路の例を示す図である。図6では、説明の便宜上、スピーカアレイ装置1の内部の第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20を実線で示している。部屋1000は、天井1001、4つの壁面1002及び床面1003が直方体を形成する部屋であり、一方の壁面1002側にテレビ2000が設置されている。天井1001は、床面1003からの高さが2.4mであり、また、床面1003は、水平である。図6では、スピーカアレイ装置1は、第1主軸方向W1が床面1003に沿うようにして設置されている。つまり、スピーカアレイ装置1は、図4に示す状態と同様、第1主軸方向W1が水平方向(第1水平方向Z)を向くように設置されている。また、スピーカアレイ装置1は、テレビ2000と共にテレビ台の上に設置されており、その結果、床面1003から0.5mの高さに第1スピーカアレイ10が位置し、0.6mの高さに第2スピーカアレイ20が位置するようになっている。受音点Q1は、第1スピーカアレイ10の正面側で、かつ、第1スピーカアレイ10から出力されるサウンドビームB1が直接到達するところに位置している。ここにおいて、直接到達するとは、第1スピーカアレイ10から出力された音(サウンドビーム)が、反射又は回折を経ずに受音点Q1まで伝播することをいう。図6では、受音点Q1は、第2スピーカアレイ20からサウンドビームB2が出力される位置から第1水平方向Zに2.0mの距離で、かつ、床面1003から0.8mの高さとなるところに位置している。
Subsequently, with respect to the state in which the sound beam output from the
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a path of a sound beam that reaches the sound receiving point Q1 from the
第2スピーカアレイ20は、図4同様、鉛直方向Yよりも受音点Q1側に15度傾いた第2主軸方向W2にサウンドビームB2を出力する。このように鉛直方向Yの上向きの方向に出力されたサウンドビームB2は、部屋1000の天井1001で反射して鉛直方向Yの下向きの方向に進む。ここで、サウンドビームB2は、第2水平方向Xに対しては波面合成による指向性を有する音となっているが、第1水平方向Zに対しては、スピーカユニットから出力される通常の音と同様に、自由放射音となっている。言い換えれば、第2スピーカアレイ20は、第1水平方向Zに対しては配列となっていないので、この方向にはスピーカアレイの指向性をもちえない。このように、自由放射音とは、スピーカアレイの波面合成によるものではない、自由な指向性を有する音をいう。サウンドビームB2のうち、第2主軸方向W2に進む成分B2xと、鉛直方向Yに対して受音点Q1側に30度傾いた向きに進む成分B2y(すなわち、サウンドビームB2のうち、第2主軸方向W2に対して15度方向に放射する音の成分)とが到達する位置を比較する。成分B2xは、天井1001で反射した後、第2スピーカユニット200から第1水平方向Zに約0.9m離れた位置で受音点Q1の高さに到達し、成分B2yは、同様に、約2.0m離れた位置で受音点Q1の高さに到達する。また、成分B2yは、受音点Q1において、聴取者が聞き取れる音量となっている。つまり、サウンドビームB2は、自由放射する成分B2yが受音点Q1に到達するように出力されている。ここにおいて、受音点に音(サウンドビーム)が到達するとは、聴取者にとって実質的に聴取可能な音量以上の音が受音点に到達することをいう。
As in FIG. 4, the
一方で、図6の例の場合、受音点Q1には、サウンドビームB2は直接には届きにくいようになっている。
図7は、スピーカアレイ装置1から出力されるサウンドビームが到達する範囲の例を示す図である。図7では、サウンドビームB1が有意に到達する範囲の境界R1、サウンドビームB2が有意に到達する範囲の境界R2を破線でそれぞれ示している。ここでいう「有意に到達する」とは、他方向からの先行音などに打ち克って、第一の音として「その方向から」聞こえてくるほどの大音量で到達する、ということを示す。図7では、受音点Q1が、R1で示される範囲に含まれており、サウンドビームB1が受音点Q1に有意に到達することが表されている。一方、第2スピーカアレイ20では、図4に示すように、各第2スピーカユニット200の正面に窪み部610が設けられている。この窪み部610によって、受音点Q1から第2スピーカユニット200を見た場合に、図4で述べた振動板が見えない位置に存在するようになっている。窪み部610がなくて図4に示す面62を含む平面と振動板の径が広い方の端部とが重なるように第2スピーカアレイ20が設けられた場合の境界をR2xとすると、サウンドビームB2が放射する角度を窪み部610が狭めている分、境界R2は、境界R2xよりも狭い範囲を示すようになっている。
On the other hand, in the example of FIG. 6, the sound beam B2 is difficult to reach the sound receiving point Q1 directly.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a range in which a sound beam output from the
さらに、第2スピーカユニット200は、第1スピーカユニット100に比べて、受音点Q1がある方向から離れた方向に正面を向けて設けられている。これにより、受音点Q1は、R2で示される範囲に含まれないようになっている。つまり、サウンドビームB2は、受音点Q1に回折を経ずに直接到達することはない。もし、放射したサウンドビームB2が受音点Q1に回折を経ずに直接到達するようなスピーカ配置とした場合、この直接到達した音(以下「直接音」という。)は、図6で示したような天井1001で反射されて到達した音(以下「反射音」という。)に比べて受音点Q1に至る経路の距離が短いため、同じ音が反射音よりも早く聞こえてしまう。このため、受音点Q1では、先行音効果により定位をスピーカ本体方向から感じるようになってしまう。これに対し、本実施形態に係るスピーカアレイ装置1では、反射音だけが受音点Q1に到達するので、定位をスピーカ本体方向から感じてしまうことを防止することができる。(あるいは、「反射音の音
量が直接音を一定音量レベル上まわることにより、定位を天井方向に感じ易くなる。」)
Further, the
図8は、スピーカアレイ装置1を正面から見たときのサウンドビームB2の経路の例を示す図である。サウンドビームB2は、第2水平方向Xに対して、複数の方向を指向する音で構成されており、具体的には、スピーカアレイ装置1は、受音点Q1から見て左側の壁面1002Lで最初に反射するサウンドビームB2L、右側の壁面1002Rで最初に反射するサウンドビームB2R、壁面では反射しない中央のサウンドビームB2Cを出力する。これらのサウンドビームB2L、B2R、B2Cは、いずれも、第2スピーカアレイ20から出力され、天井1001の反射面U2L、U2R、U2Cでそれぞれ反射し、受音点Q1に到達する。このように、スピーカアレイ装置1では、受音点Q1から見て天井1001の方向に対しても、第2水平方向Xに異なる位置に仮想スピーカを形成させることができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the path of the sound beam B2 when the
図9は、スピーカアレイ装置1を天井側から見たときのサウンドビームB1の経路の例を示す図である。第1スピーカアレイ10は、「C」チャンネルのオーディオ信号を受音点Q1に対して真っ直ぐ向かうサウンドビームB1Cとして出力する。また、第1スピーカアレイ10は、「L」チャンネルのオーディオ信号を壁面1002Lで反射して受音点Q1に向かうサウンドビームB1Lとして、「R」チャンネルのオーディオ信号を壁面1002Rで反射して受音点Q1に向かうサウンドビームB1Rとして出力する。また、第1スピーカアレイ10は、「SL」チャンネルのオーディオ信号を、壁面1002L及び受音点Q1の後ろの壁面1002Bで反射して受音点Q1に向かうサウンドビームB1SLとして出力し、「SR」チャンネルのオーディオ信号を、壁面1002R及び壁面1002Bで反射して受音点Q1に向かうサウンドビームB1SRとして出力する。このように、スピーカアレイ装置1は、第1スピーカアレイ10から出力するサウンドビームB1によって、受音点Q1から見て水平方向に5つの異なる方向に仮想スピーカを形成する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a path of the sound beam B1 when the
上記のとおり出力された各サウンドビームのうち、サウンドビームB1は、スピーカアレイ装置1がある位置から水平方向に伝達して受音点Q1に到達し、サウンドビームB2は、天井1001側から下向きに伝達して受音点Q1に到達する。また、サウンドビームB1、B2は、上述のとおり、各スピーカアレイから受音点Q1までの距離の差に応じて遅延部340による遅延が施されたオーディオ信号を出力したものである。このため、各サウンドビームのうち、同じオーディオ信号を表す部分は、概ね同じタイミングで受音点Q1に到達する。聴取者が受音点Q1においてこれらのサウンドビームを聞いている場合、これらが2つの方向から到達することにより、聴取者は、この2つの方向に挟まれた方向に音像が定位するように感じることになり、ファントムとも呼ばれる虚像スピーカ(虚像)が形成されることになる。
Of the sound beams output as described above, the sound beam B1 is transmitted in the horizontal direction from a certain position to the sound receiving point Q1, and the sound beam B2 is directed downward from the
図10は、受音点Q1において形成される虚像スピーカの位置を示す図である。図10では、第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20がそれぞれ第2水平方向Xの真ん中に出力するサウンドビームB1CとB2Cとを示している。サウンドビームB1Cは、サウンドビームB2Cのオーディオ信号を遅延させたオーディオ信号が出力されたものであり、受音点Q1に到達したときに、同じタイミングで受音点Q1に到達したサウンドビームB2Cと同じ音が受音点Q1で聞こえるように遅延されている。図10の例では、受音点Q1においては、サウンドビームB1CとB2Cとがやってくる方向に挟まれた方向のうち、テレビ2000の上部に向けた方向に虚像スピーカV1が形成されている。このように、スピーカアレイ装置1においては、受音点Q1からスピーカアレイ装置1に向かう方向に対して鉛直方向Yに離れた方向に虚像スピーカを形成することができる。
FIG. 10 is a diagram showing the position of the virtual image speaker formed at the sound receiving point Q1. FIG. 10 shows sound beams B1C and B2C output from the
以上のとおり、スピーカアレイ装置1においては、第2水平方向Xに複数の第2スピーカユニットを並べた第2スピーカアレイ20が鉛直方向Yの上向きの方向に正面を向けて設けられていることで、指向する方向と第2水平方向とがなす角度を調整することが可能なサウンドビームを出力しつつ、天井1001に仮想スピーカを形成することができる。また、スピーカアレイ装置1は、第1水平方向Zに離れた位置にある受音点Q1に天井1001からの反射音を到達させるため、第2スピーカユニットが並ぶ第2水平方向Xとは異なる方向である第1水平方向ZへのサウンドビームB2の自由放射の指向性を利用するものである。このため、スピーカアレイ装置1では、第2スピーカユニットを第1水平方向Z、あるいは鉛直方向Yに並べる必要がない。受音点Q1に天井1001からの反射音を到達させるために、仮に、スピーカユニットを第1水平方向Zに並べたスピーカアレイを備えた場合、第2水平方向Xを指向する音を出力するためには、このスピーカアレイをさらに第2水平方向Xに並べなければならなくなる。このように構成されるスピーカアレイ装置に比べて、スピーカアレイ装置1は、第2スピーカユニットの数を減らすことができ、装置を小型化することができる。
As described above, in the
また、スピーカアレイ装置1においては、第2スピーカアレイ20からは、定められた周波数よりも高い周波数を帯域とするサウンドビームが出力される。高い周波数の音は、低い周波数の音に比べて、指向性が高い、すなわち回折しにくい性質がある。このため、スピーカアレイ装置1においては、第2スピーカアレイ20から定められた周波数よりも低い周波数の音を含むサウンドビームを出力する場合に比べて、直接音が受音点Q1に到達しにくくなるようにすることができる。言い換えると、スピーカアレイ装置1は、上記場合に比べて、受音点Q1が第2スピーカアレイ20からの直接音に邪魔されずにサウンドビームB2を聞くことができる領域を、より自装置に近い位置まで広げることができる。
In the
[変形例]
上述した実施形態は、本発明の実施の一例に過ぎず、次のように種々の応用・変形が可能であり、また、必要に応じて組み合わせることも可能である。
[Modification]
The above-described embodiment is merely an example of implementation of the present invention, and various applications and modifications are possible as follows, and can be combined as necessary.
(変形例1)
第1スピーカアレイ10と第2スピーカアレイ20とは、上述した実施形態では、同じ筐体6に設けられていたが、異なる筐体にそれぞれ設けられていてもよい。
図11は、本変形例に係るスピーカアレイ装置1aの構成を示す図である。スピーカアレイ装置1aは、筐体6a1及び6a2を有し、第1スピーカアレイ10aは筐体6a1に設けられ、第2スピーカアレイ20aは筐体6a2に設けられている。例えば、筐体6a2をテレビ2000aの上側に設置すると、これよりも低い位置に第2スピーカアレイ20を設置する場合に比べて、第2スピーカアレイ20aからの直接音が到達する範囲が天井1001側にずれることになる。これにより、スピーカアレイ装置1aを用いると、筐体が1つである場合よりも、直接音が受音点Q1に到達しにくくなるようにすることができる。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a
(変形例2)
上述した実施形態では、図4に示すように、第2主軸方向W2が鉛直方向Yに対して受音点Q1側に傾いた角度θ4が、15度であったが、これには限らない。θ4は、30度であってもよいし、0度であってもよい。θ4が0度の場合、第2主軸方向W2が鉛直方向Yと一致して、第2スピーカユニット200が鉛直上向きに真っ直ぐ向くようになる。θ4がどのような角度であっても、要するに、第2スピーカユニット200から受音点Q1に向かう方向から第2主軸方向W2が十分に離れていて、受音点Q1に直接音が(殆んど)到達することがない向き、又は、仮に到達するとしても、直接音よりも反射音が充分大きな音量で受音点Q1に到達する向きに第2スピーカユニット200の正面を向けて(言い換えれば、図4に示す面66(第2面)の法線がこの向きに沿うように)、第2スピーカアレイ20が設置されるようになっていればよい。ここでいう「反射音が直接音よりも充分大きな音量」であるとは、直接音に対する反射音の音圧(エネルギー)比が定められた値以上となる音量であることをいう。反射音が直接音よりも充分大きな音量であれば、反射音によって直接音がマスキングされて、聴取者は、本当は到達している直接音が聞こえないように感じたり、直接音が本来の音量よりも小さい音量となったように感じたりする。
また、第2スピーカユニット200の正面を向ける向きは、受音点Q1側に傾いた向きではなく、それとは反対側に傾いた向きであってもよい。
図12は、本変形例に係るスピーカアレイ装置1bの構成を示す図である。スピーカアレイ装置1bは、鉛直方向Yに対して受音点Q1側とは反対側に傾けた向きに正面が向いている第2スピーカユニット200bを有する。この場合、第2スピーカユニット200bから出力されたサウンドビームB2bは、テレビ2000に反射した後に、天井1001で反射して受音点Q1に到達する。また、スピーカアレイ装置1bでは、受音点Q1から見た場合に、第2スピーカユニット200bは振動板が見えない位置に設置されている。この場合、第2スピーカユニット200bからの有意な直接音は、境界R2bにより示される範囲に到達することとなる。図12では、図7に示した境界R2を二点鎖線で示した。図12に示されるように、第2スピーカユニット200の正面が向く方向が受音点Q1から離れることで、境界がR2からR2bに受音点Q1から遠ざかる方向に移動した。これにより、スピーカアレイ装置1bは、第2スピーカユニット200の正面を受音点Q1側に傾ける場合よりも、直接音が受音点Q1に到達しにくくなるようにすることができる。
(Modification 2)
In the embodiment described above, as shown in FIG. 4, the angle θ4 in which the second principal axis direction W2 is inclined to the sound receiving point Q1 side with respect to the vertical direction Y is 15 degrees, but is not limited thereto. θ4 may be 30 degrees or 0 degrees. When θ4 is 0 degrees, the second main axis direction W2 coincides with the vertical direction Y, and the
Further, the direction in which the front surface of the
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the speaker array device 1b according to the present modification. The speaker array device 1b includes a
さらに望ましくは、第2スピーカアレイは、受音点Q1における上述した音圧比がおおむね12dB(デシベル)以上となるサウンドビームを出力するものであるとよい。聴取者は、受音点Q1に直接音が反射音よりも(30ms程度)早く到達した場合、直接音の方向からのみ音が到達したように感じることがある。いわゆるハース効果として知られるこの現象が生じると、聴取者は、天井がある方向に形成されるべき仮想スピーカが形成されず、スピーカアレイ装置自体が鳴っていることしか感じられない。ここで、上記音圧比が12dB以上であれば、ハース効果を打ち消して、反射音が到来する方向に反射音による仮想スピーカが形成される。これにより、スピーカアレイ装置は、反射音による仮想スピーカを安定した位置に形成することができる。 More preferably, the second speaker array may output a sound beam in which the above-described sound pressure ratio at the sound receiving point Q1 is approximately 12 dB (decibel) or more. When the direct sound arrives at the sound receiving point Q1 earlier than the reflected sound (about 30 ms), the listener may feel that the sound has reached only from the direction of the direct sound. When this phenomenon known as the so-called Hearth effect occurs, the listener can only feel that the virtual speaker that should be formed in a certain direction of the ceiling is not formed and the speaker array device itself is sounding. Here, if the sound pressure ratio is 12 dB or more, the Haas effect is canceled and a virtual speaker is formed by the reflected sound in the direction in which the reflected sound arrives. Thereby, the speaker array apparatus can form the virtual speaker by reflected sound in the stable position.
(変形例3)
上述した実施形態では、面62に窪み部610を設けることにより、サウンドビームB2の受音点Q1側への放射を抑制したが、これ以外の方法で放射を抑制してもよい。例えば、窪み部610を設けずに、面62に単に穴を空け、面62を含む平面よりも筐体の内部に奥まっていて受音点Q1から見えないところに第2スピーカユニット200を設けてもよい。この場合、サウンドビームB2は、一部が面62の裏側の面によって遮断され、放射が抑制される。
また、例えば、筐体に、サウンドビームB2の経路の一部を遮る部材を設けてもよい。
図13は、本変形例に係るスピーカアレイ装置1cの筐体6cの断面を示す図である。図13では、図4同様、各スピーカユニットについては側面を示している。スピーカアレイ装置1cの筐体6cには、筐体6とは異なり、面62cに窪み部610が設けられておらず、第2スピーカユニット200cが有する振動板の径が広い方の端部が面62cを含む平面と重なるように設けられている。言い換えれば、各第2スピーカユニット200は、面62c(第2面の一例)内に並んで配置されている。また、面62cには、スピーカアレイ装置1cが図6に示すように設置された場合に、第2スピーカユニット200cよりも受音点Q1側となる位置に遮蔽板620が設けられている。スピーカアレイ装置1cでは、受音点Q1から見た場合に、第2スピーカユニット200cの振動板が遮蔽板620によって遮られて見えない位置に存在するようになっている。遮蔽板620は、第2スピーカユニット200cから出力されるサウンドビームのうち、第1水平方向Zに放射する部分を遮る。図13では、遮蔽板620により一部が遮られたサウンドビームが有意に到達する範囲の境界R2cと、遮蔽板620がなかった場合の境界R2yとを示している。遮蔽板620は、サウンドビームのうち、第1水平方向Zに放射する部分を遮っているので、図13に示すとおり、第2スピーカユニット200からの直接音が回折を経ずに到達することがない範囲を広くしている。つまり、スピーカアレイ装置1cは、遮蔽板620を設けない場合よりも、直接音が受音点Q1に到達しにくくなるようにすることができる。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, by providing the recessed
Further, for example, a member that blocks a part of the path of the sound beam B2 may be provided in the housing.
FIG. 13 is a view showing a cross section of the
(変形例4)
スピーカアレイ装置1は、上述した実施形態では、定められた周波数よりも高い周波数を帯域とするサウンドビームB2を出力したが、これに限るものではない。スピーカアレイ装置1では、供給されたオーディオ信号から定められた周波数よりも低い周波数の音を除去せずにそのままの周波数帯域のサウンドビームB2を出力してもよい。要するに、第2スピーカアレイ20は、上記の受音点Q1において、直接音よりも反射音の方が音量が充分大きくなる方向に、第2スピーカユニット200の正面を向けて設置されていればよい。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the
(変形例5)
上述した実施形態においては、各第1スピーカユニット100は、第2水平方向Xに並んで設けられていたが、これとは異なる方向に並んで設けられていてもよい。例えば、各第1スピーカユニット100は、第2水平方向Xに対して斜めに角度をなす方向に並んで設けられていてもよいし、直線状ではなく、弧状又はV字状となるように並んで設けられていてもよい。これらの直線状、弧状又はV字状は、各第1スピーカユニット100の並びにより形成される形状の例である。また、各第1スピーカユニット100は、2列以上並んで設けられていてもよい。各第1スピーカユニット100は、いずれの場合も、面61(第1面)内に並んで配置されていればよい。これにより、第1スピーカアレイ10は、特定の方向(第1指向方向)を指向し、かつ、その方向と各第1スピーカユニット100の並びにより形成される形状の長手方向とがなす角度を調整することが可能なサウンドビームB1(第1音)を出力する。ここでいう長手方向とは、この並びにより形成される形状を含むことができる最小の矩形の長辺に沿った方向である。
(Modification 5)
In the embodiment described above, the
図14は、本変形例に係る第1スピーカユニットの例を示す図である。図14では、複数の第1スピーカユニット100e(図14(a))と複数の第1スピーカユニット100f(図14(b))とを示しており、それぞれ第1水平方向Zの負方向に見たところを示している。複数の第1スピーカユニット100eは、その並びにより二点鎖線で示した弧状の形が形成されている。矩形T1は、この形を含むことができる最小の矩形を表したものである。この場合、矩形T1の長辺T1aに沿った矢印であるS1が示す方向が長手方向となる。複数の第1スピーカユニット100fは、その並びにより二点鎖線で示したV字状の形が形成されている。矩形T2は、この形を含むことができる最小の矩形を表したものである。この場合、矩形T2の長辺T2aに沿った矢印であるS2が示す方向が長手方向となる。これらの第1スピーカユニットは、いずれも、特定の方向(第1指向方向)を指向し、かつ、その方向とそれぞれの長手方向とがなす角度を調整することが可能なサウンドビーム(第1音)を出力することができる。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the first speaker unit according to the present modification. FIG. 14 shows a plurality of
(変形例6)
上述した実施形態においては、各第2スピーカユニット200は、第2水平方向Xに並んで設けられていたが、上述した変形例5における各第1スピーカユニット100と同様に、これとは異なる方向に並んで設けられていてもよい。例えば、各第2スピーカユニット200は、第2水平方向Xに対して斜めに角度をなす方向に並んで設けられていてもよい。また、各第2スピーカユニットは、途中で並ぶ方向が変化するように設けられていてもよく、言い換えれば、直線状に並んでいなくともよい。例えば、各第2スピーカユニットは、弧状又はV字状となるように並んで設けられていてもよい。各第2スピーカユニット200は、いずれの場合も、面66(第2面)内に並んで1列に配置されていればよい。これにより、第2スピーカアレイ20は、特定の方向(第2指向方向)を指向し、かつ、その方向と各第2スピーカユニット200の並びにより形成される形状の長手方向とがなす角度を調整することが可能なサウンドビームB2(第2音)を出力する。この第2スピーカアレイ20の長手方向は、上記の第1スピーカアレイ10の長手方向に沿っていることが望ましく、これが沿っていない場合であっても、鉛直方向Yから見たときにこれらの長手方向が直交していなければよい。この場合であっても、スピーカアレイ装置は、第2スピーカユニットを第1水平方向Zに並べる場合に比べて、第2スピーカユニットの数を減らすことができ、寸法を小さくすることができる。
なお、第2スピーカアレイは、一列に並んだ複数の第2スピーカユニットを有するものであるが、これらの第2スピーカユニットの一部が複数列に並んでいる、又は、第1水平方向Zに並んでいるものであってもよい。この場合であっても、複数の第2スピーカユニットが一列に並んでいる部分においては、上記と同様に、第2スピーカユニットの数を減らすことができ、寸法を小さくすることができる。
(Modification 6)
In the above-described embodiment, the
Note that the second speaker array has a plurality of second speaker units arranged in a line, but a part of these second speaker units are arranged in a plurality of lines, or in the first horizontal direction Z. It may be in line. Even in this case, in the portion where the plurality of second speaker units are arranged in a line, the number of the second speaker units can be reduced and the size can be reduced as described above.
(変形例7)
上述した実施形態では、スピーカアレイ装置1が設置される場所は、直方体の部屋1000に設置されたテレビ台の上であったが、これに限らず、部屋1000の他の場所であってもよいし、直方体以外の形状をしている他の部屋の中であってもよい。また、スピーカアレイ装置1を設置する場所は、屋外であってもよく、その場合、スピーカアレイ装置1が出力するサウンドビームを反射する反射面を有し、かつ、受音点よりも高い位置に鉛直方向下向きの反射面を有する空間であればよい。スピーカアレイ装置1は、この反射面でサウンドビームを反射させることにより、聴取者から見て鉛直上向きの方向に、第2水平方向の位置が異なる複数の仮想スピーカを形成することができる。
(Modification 7)
In the above-described embodiment, the place where the
(変形例8)
上述した実施形態では、第2スピーカアレイ20が有する第2スピーカユニット200は、筐体6の外部に露出していたが、筐体の外部に露出しないように設けてもよい。
図15は、本変形例に係るスピーカアレイ装置1dの筐体6dの断面を示す図である。図15では、図4同様、各スピーカユニットについては側面を示している。スピーカアレイ装置1は、筐体6dの内部の面66d(第2面の一例)内に並んで設けられている第2スピーカユニット200dを有する。第2スピーカユニット200dは、筐体6dの内部の反射面64dに正面を向けて設けられている。筐体6dの鉛直上向きの面62dには、外部に開口する開口部65dが設けられている。第2スピーカユニット200が出力したサウンドビームB2dは、反射面64dで反射して開口部65dを通過し、天井1001で反射した後に受音点Q1に到達する。スピーカアレイ装置1dにおいても、第2スピーカユニット200dの振動板は、受音点Q1から見えない位置に設けられていることになる。この場合、開口部65dにおいて、サウンドビームB2dが第1水平方向Zに放射する範囲が狭められるため、直接音が受音点Q1に到達しにくくなるようにすることができる。
(Modification 8)
In the embodiment described above, the
FIG. 15 is a diagram showing a cross section of the
(変形例9)
上述した実施形態では、各チャンネルの音は特定の経路に向けて出力されたが、各チャンネルに含まれる音の内容に応じて動的に経路を変化させてもよい。例えば、スピーカアレイ装置1は、水平用信号に含まれる「L」、「R」チャンネルの音のオーディオ信号を比較し、これらの相関が高い成分を天面用信号の「天面C」チャンネルに含めて出力させるといった具合である。また、この場合に、「L」、「R」チャンネルを出力する経路へのサウンドビームの音量を小さくしてもよい。これにより、本変形例に係るスピーカアレイ装置1を用いると、音源が鉛直方向に移動する映像の音を「L」チャンネルから「R」チャンネル(又はその反対)に移すように表現された映像の音を出力する場合に、より音源の位置に合致した方向に形成された仮想スピーカから音を到達させることができる。
(Modification 9)
In the embodiment described above, the sound of each channel is output toward a specific path, but the path may be dynamically changed according to the content of the sound included in each channel. For example, the
(変形例10)
上述した実施形態では、入力信号Sinは、「R」、「L」、「C」、「SR」、「SL」の5チャンネルを含む5.1chのオーディオ信号を表していたが、これには限らず、例えば、これより多い7.1ch又は9.1ch等のオーディオ信号であってもよいし、これより少ない3.1ch等のオーディオ信号であってもよい。また、オーディオ信号には、鉛直方向の音を表すハイトチャンネルが含まれていてもよい。この場合、信号処理部320は、ハイトチャンネルを含めた天面用信号とこれを含めない水平用信号とを、バスマネージメント部330に供給する。これにより、ハイトチャンネルの音が第2スピーカアレイ20から出力され、天井方向にこの音が出力される仮想スピーカが形成される。
(Modification 10)
In the embodiment described above, the input signal Sin represents a 5.1ch audio signal including five channels “R”, “L”, “C”, “SR”, and “SL”. For example, more audio signals such as 7.1 ch or 9.1 ch may be used, or less audio signals such as 3.1 ch may be used. Also, the audio signal may include a height channel representing a vertical sound. In this case, the
(変形例11)
上述した実施形態では、虚像スピーカV1が形成される方向が図10に示すとおり決まっていたが、スピーカアレイ装置1では、これを変化させるようにしてもよい。この方向は、サウンドビームB1CのサウンドビームB2Cに対する音量の差を変化させると、鉛直方向Yに変化する。また、この方向は、サウンドビームB2Cの周波数帯域を変化させることによっても変化する。本変形例に係るスピーカアレイ装置1では、まず、利用者が操作部4を操作して虚像スピーカを形成させたい方向を決定し、操作部4がその決定した方向を示す情報を制御部2に出力する。この場合、操作部4は、本発明にかかる「決定手段」として機能する。次に、制御部2は、操作部4から出力される情報に応じて、上記のサウンドビームB1(第1音)及びサウンドビームB2(第2音)のそれぞれの音量、境界周波数といったパラメータを調整する。詳細には、制御部2は、記憶部3から読み出したこれらのパラメータを、操作部4から出力される情報に応じて調整する。そして、制御部2は、調整したパラメータが音量であれば、これを信号処理部320に供給する。また、制御部2は、調整したパラメータが境界周波数であれば、これをバスマネージメント部330に供給する。第1スピーカアレイ10及び第2スピーカアレイ20は、制御部2により調整されたこれらのパラメータに応じて信号処理部320又はバスマネージメント部330から出力されたオーディオ信号に対して図5で示したその後の処理がされたものを、それぞれのサウンドビームとして出力する。これらのサウンドビームは、上記のパラメータが、操作部4から出力される情報に応じた方向に虚像スピーカが形成されるようなものになっている。これにより、受音点Q1から見て虚像スピーカが形成される方向が調整される。この場合、制御部2は、本発明に係る「調整手段」として機能する。
(Modification 11)
In the above-described embodiment, the direction in which the virtual image speaker V1 is formed is determined as shown in FIG. 10, but in the
1…スピーカアレイ装置、2…制御部、3…記憶部、4…操作部、5…インターフェース、6…筐体、10…第1スピーカアレイ、20…第2スピーカアレイ、30…音響処理部、40…サブウーファ、100…第1スピーカユニット、200…第2スピーカユニット、310…デコーダ、320…信号処理部、330…バスマネージメント部、340…遅延部、350…天井ビーム生成部、360…水平ビーム生成部、1000…部屋、1001…天井、1002…壁面、1003…床面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1面とは異なる第2面内に配置されている第2スピーカであって、特定の第2指向方向を指向する第2音を出力する第2スピーカとを備え、
前記第2スピーカは、天井を音の反射面とする部屋に前記第1スピーカアレイと共に設置される場合に、前記第1面の法線方向にあって前記第1音を聴取する位置として定められている受音点に対して前記第2音が前記第2スピーカから反射又は回折を経て間接的にのみ到達する向き、若しくは、前記受音点に直接到達する前記第2音に対する前記天井で反射した前記第2音の音圧比が定められた値以上となる音量で当該受音点に到達する向きに、前記第2面の法線が沿うように設置される
ことを特徴とするスピーカアレイ装置。 The first speaker unit has a plurality of first speaker units arranged side by side in the first surface, points in a specific first directivity direction, and the first direction with respect to the arrangement direction in which the plurality of first speaker units are arranged. A first speaker array for outputting a first sound capable of adjusting an angle in a directivity direction from the plurality of first speaker units;
A second speaker arranged in a second surface different from the first surface, the second speaker outputting a second sound directed in a specific second directivity direction,
When the second speaker is installed together with the first speaker array in a room having a ceiling as a sound reflecting surface, the second speaker is defined as a position in the normal direction of the first surface to listen to the first sound. Direction in which the second sound reaches the sound receiving point indirectly through reflection or diffraction from the second speaker, or is reflected by the ceiling with respect to the second sound that directly reaches the sound receiving point. The speaker array device, wherein the normal line of the second surface is set in a direction to reach the sound receiving point at a volume at which a sound pressure ratio of the second sound is not less than a predetermined value. .
前記第2スピーカから前記受音点までの前記第2音の経路の長さと、前記第1スピーカアレイから当該受音点までの前記第1音の経路の長さとの差に応じて前記オーディオ信号を遅延させる遅延手段を備え、
前記第1スピーカアレイは、前記遅延手段により遅延されたオーディオ信号を前記第1音として出力する
ことを特徴とする請求項1に記載のスピーカアレイ装置。 The second speaker outputs the supplied audio signal as the second sound,
The audio signal according to a difference between a path length of the second sound from the second speaker to the sound receiving point and a path length of the first sound from the first speaker array to the sound receiving point. Delay means for delaying,
The speaker array device according to claim 1, wherein the first speaker array outputs the audio signal delayed by the delay unit as the first sound.
前記第2スピーカは、前記減衰手段により減衰されたオーディオ信号を前記第2音として出力し、
前記第1スピーカアレイは、前記オーディオ信号を、当該オーディオ信号が表す音の周波数帯域のうち前記境界周波数以下の周波数帯域を前記減衰手段により減衰させることなく前記第1音として出力する
ことを特徴とする請求項2に記載のスピーカアレイ装置。 Attenuating means for attenuating the audio signal in a frequency band equal to or lower than a predetermined boundary frequency among the frequency bands of the sound represented by the audio signal;
The second speaker outputs the audio signal attenuated by the attenuation means as the second sound,
The first speaker array outputs the audio signal as the first sound without attenuating the frequency band below the boundary frequency in the frequency band of the sound represented by the audio signal without the attenuation means. The speaker array device according to claim 2.
前記決定手段により決定された方向に応じて、前記第1音及び前記第2音のそれぞれの音量、前記境界周波数又は前記遅延手段が前記オーディオ信号を遅延させる時間を調整する調整手段とを備え、
前記第1スピーカアレイは、前記調整手段により調整された結果を用いて処理されたオーディオ信号を前記第1音として出力し、
前記第2スピーカは、前記調整手段により調整された結果を用いて処理されたオーディオ信号を前記第2音として出力する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のスピーカアレイ装置。 Determining means for determining a direction in which a virtual image is to be formed at the sound receiving point by the first sound and the second sound;
Adjusting means for adjusting the volume of each of the first sound and the second sound, the boundary frequency, or the time for which the delay means delays the audio signal according to the direction determined by the determining means,
The first speaker array outputs an audio signal processed using the result adjusted by the adjusting means as the first sound,
The speaker array device according to claim 2, wherein the second speaker outputs an audio signal processed using the result adjusted by the adjusting unit as the second sound.
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のスピーカアレイ装置。 The said 2nd speaker is provided in the position where all the diaphragms of these 2nd speaker are not visible from the said sound receiving point, when it installs in the said room. The speaker array device according to any one of the above.
前記第1面とは異なる第2面内に配置されている第2スピーカであって、特定の第2指向方向を指向する第2音を出力する第2スピーカと、
遮蔽板と
を備え、
前記遮蔽板は、
前記第1面の法線方向にあって前記第1音を聴取する位置として定められている受音点に対して前記第2音が前記第2スピーカから反射又は回折を経て間接的にのみ到達される位置、若しくは、前記受音点に直接到達する前記第2音に対する天井で反射した前記第2音の音圧比が定められた値以上となる音量で当該受音点に到達する位置に設置される
ことを特徴とするスピーカアレイ装置。 The first speaker unit has a plurality of first speaker units arranged side by side in the first surface, points in a specific first directivity direction, and the first direction with respect to the arrangement direction in which the plurality of first speaker units are arranged. A first speaker array for outputting a first sound capable of adjusting an angle in a directivity direction from the plurality of first speaker units;
A second speaker arranged in a second surface different from the first surface, the second speaker outputting a second sound directed in a specific second directivity direction;
A shielding plate and
The shielding plate is
The second sound arrives only indirectly through reflection or diffraction from the second speaker with respect to a sound receiving point defined as a position for listening to the first sound in the normal direction of the first surface. Installed at a position where the sound receiving ratio is reached or at a volume at which the sound pressure ratio of the second sound reflected from the ceiling to the second sound reaching the sound receiving point directly exceeds a predetermined value. A speaker array device characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014220220A JP5842980B2 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | Speaker array device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014220220A JP5842980B2 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | Speaker array device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011146720A Division JP5640911B2 (en) | 2011-06-30 | 2011-06-30 | Speaker array device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015043618A true JP2015043618A (en) | 2015-03-05 |
JP5842980B2 JP5842980B2 (en) | 2016-01-13 |
Family
ID=52696905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014220220A Active JP5842980B2 (en) | 2014-10-29 | 2014-10-29 | Speaker array device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5842980B2 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS603297A (en) * | 1983-06-20 | 1985-01-09 | Victor Co Of Japan Ltd | Variable directivity speaker for small sized stereo equipment |
JPH06205496A (en) * | 1993-01-07 | 1994-07-22 | Pioneer Electron Corp | Speaker equipment |
JPH0819084A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Kenwood Corp | Speaker system |
JPH08126089A (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-17 | Kenwood Corp | Sound reproducing device |
JP2005064746A (en) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Yamaha Corp | Audio reproduction apparatus, line array speaker unit, and audio reproduction method |
JP2006238155A (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Yamaha Corp | Array speaker apparatus |
JP2007037058A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Sony Corp | Speaker system |
JP2007259088A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Yamaha Corp | Speaker device and audio system |
WO2011020157A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-02-24 | Reality Ip Pty Ltd | Loudspeaker system for reproducing multi-channel sound with an improved sound image |
-
2014
- 2014-10-29 JP JP2014220220A patent/JP5842980B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS603297A (en) * | 1983-06-20 | 1985-01-09 | Victor Co Of Japan Ltd | Variable directivity speaker for small sized stereo equipment |
JPH06205496A (en) * | 1993-01-07 | 1994-07-22 | Pioneer Electron Corp | Speaker equipment |
JPH0819084A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-19 | Kenwood Corp | Speaker system |
JPH08126089A (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-17 | Kenwood Corp | Sound reproducing device |
JP2005064746A (en) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Yamaha Corp | Audio reproduction apparatus, line array speaker unit, and audio reproduction method |
JP2006238155A (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Yamaha Corp | Array speaker apparatus |
JP2007037058A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Sony Corp | Speaker system |
JP2007259088A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Yamaha Corp | Speaker device and audio system |
WO2011020157A1 (en) * | 2009-08-21 | 2011-02-24 | Reality Ip Pty Ltd | Loudspeaker system for reproducing multi-channel sound with an improved sound image |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5842980B2 (en) | 2016-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5640911B2 (en) | Speaker array device | |
US10038963B2 (en) | Speaker device and audio signal processing method | |
JP4127156B2 (en) | Audio playback device, line array speaker unit, and audio playback method | |
US9456278B2 (en) | Speaker device | |
JP4779381B2 (en) | Array speaker device | |
US7885424B2 (en) | Audio signal supply apparatus | |
EP3381200B1 (en) | Loudspeaker device or system with controlled sound fields | |
JP2016163058A (en) | Speaker array device | |
JP6414459B2 (en) | Speaker array device | |
US20090279721A1 (en) | Speaker device | |
JP2007274131A (en) | Loudspeaking system, and sound collection apparatus | |
US20110243353A1 (en) | Speaker Apparatus | |
JP5577597B2 (en) | Speaker array device, signal processing method and program | |
JP2004179711A (en) | Loudspeaker system and sound reproduction method | |
JP5056199B2 (en) | Speaker array device, signal processing method and program | |
JP6287191B2 (en) | Speaker device | |
JP5842980B2 (en) | Speaker array device | |
JP4418479B2 (en) | Sound playback device | |
JP2007158636A (en) | Array system for loudspeaker | |
US20230370771A1 (en) | Directional Sound-Producing Device | |
JP5897500B2 (en) | Speaker array device and output control method for speaker array device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150618 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150721 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150918 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151020 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151102 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5842980 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |