JP4635730B2 - オーディオラック - Google Patents

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本発明は、スピーカを搭載するオーディオラックに関する。
従来、室内でラジオ番組、音楽CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)等のオーディオを楽しむため、様々なオーディオ再生装置が提案されている。このようなオーディオ再生装置は、映画館に似た音場を実現するためのサラウンド技術や、音楽ホールなどに似た音場を実現するためのサラウンド技術を用いたものがある。聴取者がサラウンド再生を行うためには、オーディオ機器にサラウンド再生用に処理されたオーディオ信号を出力するスピーカ装置を多数設置する必要があり、通常は聴取者の後方にリアスピーカを置くようにしている。
聴取者が、多チャンネルのオーディオ装置を用いて、ステレオ再生された音楽等を聴く場合に、音場、及び音の定位について関心が持たれる。音場とは、再生音声により擬似的な音響空間を作るために用いられる概念である。また、音の定位とは、ステレオ再生時に聴取者が知覚する仮想的な音源としての音像が、一定の位置を占めることを指す。
図6は、仮想音像処理の例を示すブロックダイアグラムである。図6(a)は、スピーカ再生における仮想音像処理の例を示す。図6(a)における記号S,Aは、それぞれ図6(b)に示す再生系における2つのスピーカ5L、5Rと聴取者6の関係より、スピーカからスピーカ側の耳口までの頭部伝達関数S、及び、スピーカからそのスピーカの逆側に位置する耳口までの頭部伝達関数Aを表す。なお、頭部伝達関数は、音源から聴取者の鼓膜までの音の伝達特性を表す伝達関数であり、聴取者の頭部や耳たぶ等の身体的な特徴によって変化しうる関数である。
図6(a)より、左信号が左入力端子3Lに入力され、右信号が右入力端子3Rに入力される。正相の左右信号は、加算され、所定の処理を施す処理ブロック1に供給される。また、逆相の左信号と正相の右信号は、加算され、処理ブロック2に供給される。処理ブロック1では、1/2(S+A)、処理ブロック2では、1/2(S−A)とするフィルタ係数を用いてフィルタ処理を施す。そして、処理ブロック1から出力した正相の信号と、処理ブロック2から出力した逆相の信号が加算され、左出力端子4Lから出力される。また、処理ブロック1及び処理ブロック2から出力した正相の信号が加算され、右出力端子4Rから出力される。
このような仮想音像処理に対して、オリジナルの信号と仮想音像処理された信号を、左右2つずつ設置したそれぞれ異なるスピーカから出力するオーディオ再生装置が考え出された。この場合、同一のスピーカユニットから内部的に加算された信号を出力する場合に比べて、それぞれ別のユニットから別の信号(オリジナルの信号と仮想音像処理された信号)が出力されるため、スピーカユニットにおける相互の信号干渉によるひずみが少ない状態で、音響空間において二つの信号が合成されるようになる。
例えば、従来のサラウンドシステム(5.1チャンネル)として、聴取者の前方方向に対して、左前(FL:Front Left)、右前(FR:Front Right)、左後方の左サラウンド(SL:Surround Left)、右後方の右サラウンド(SR:Surround Right)、中央前(FC:Front Center)に設置した5チャンネルのスピーカと、0.1チャンネルのサブウーファ(SW:Sub Woofer)を設置するようにしていた。こうして、聴取者の周囲に5.1チャンネル対応のサラウンド再生を実現していた。
一方、テレビジョン受像機、スピーカ装置、アンプ装置等の各種オーディオ機器を収納するためのオーディオラックが提供されている。このようなオーディオラックには、複数のスピーカを内蔵して一体化したオーディオラックがある。
特許文献1には、スピーカを設置したラックの例について記載してある。
実開平3−14899号公報(第2図)
ところで、このようなスピーカを内蔵したオーディオラックは、通常聴取者の前方に設置して、音声再生を行う。このため、聴取者の前方から音声が届くことになる。従来、サラウンド再生を行うためには、後方に配置する必要のあるチャンネルの信号を出力するスピーカ装置を聴取者の後方位置に設置しなければならなかった。しかしながら、視聴位置の後方にスピーカを配置するためには、専用の場所が必要となる。また、設置したスピーカ装置にオーディオ信号を送るためにはケーブルを敷設する必要があるが、配線の困難性、設置角度の調整の煩わしさ、設置空間を確保できない等の不便が生じていた。
また、個々のスピーカを聴取者方向に向けて設置した場合、最適な聴取位置は限定された範囲内のみであり、聴取者がオーディオラックの前面にいる状態でしか快適に聴取することができなかった。
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、サラウンド再生可能なスピーカを備えたオーディオラックを用いて、最適な聴取領域を拡大することを目的とする。
本発明は、少なくとも左フロントチャンネルと右フロントチャンネルとセンタチャンネルと左リアチャンネルと右リアチャンネルを含む5チャンネル以上のオーディオ信号出力を行うスピーカが内蔵されたオーディオラックであり、各チャンネルのオーディオ処理を行うオーディオ信号処理部と、ラックの前面に配置され、オーディオ信号処理部から供給されるセンタチャンネルのオーディオ信号を出力するセンタスピーカと、センタスピーカに隣接して配置され、オーディオ信号処理部から供給される左フロントチャンネルのオーディオ信号を出力する左前スピーカと、センタスピーカに隣接して配置され、オーディオ信号処理部から供給される右フロントチャンネルのオーディオ信号を出力する右前スピーカと、左前スピーカに隣接して配置され、オーディオ信号処理部から供給される左リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第1の左リアスピーカと、右前スピーカに隣接して配置され、オーディオ信号処理部から供給される右リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第1の右リアスピーカと、第1の左リアスピーカのスピーカボックスを共有し、オーディオ信号処理部から供給される左リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第2の左リアスピーカと、第1の右リアスピーカのスピーカボックスを共有し、オーディオ信号処理部から供給される右リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第2の右リアスピーカと、を備え、第1の左リアスピーカは、センタスピーカの配置方向に対してほぼ0度以上90度以下の外向きの角度に配設し、第2の左リアスピーカは、第1の左リアスピーカと第2の左リアスピーカとの間隔を、センタスピーカと第1の左リアスピーカとの間隔より狭くして外向きの側面方向に配設し、第1の右リアスピーカは、センタスピーカの配置方向に対してほぼ0度以上90度以下の外向きの角度に配設し、第2の右リアスピーカは、第1の右リアスピーカと第2の右リアスピーカとの間隔を、センタスピーカと第1の右リアスピーカとの間隔より狭くして外向きの側面方向に配設したものである。
このようにしたことで、聴取者は、オーディオラックに配設した第1の左リアスピーカ第1の右リアスピーカ、第2の左リアスピーカ及び第2の右リアスピーカからサラウンド再生された音声を聴取することが可能となった。
本発明によれば、聴取者は、サラウンド再生可能な各スピーカとアンプ装置を組み込んだオーディオラックを設置するだけで、通常より拡大された聴取領域で音質や音の定位が最適化されたサラウンド音声を聴取することが出来るという効果がある。
以下、本発明の第1の実施の形態を、図1〜図3を参照して説明する。本実施の形態では、5.1チャンネルに対応したスピーカ及びオーディオ装置を搭載するオーディオラックに適用した例としてある。但し、低域専用チャンネルの処理については省略してあり、低域専用チャンネルを除いた5チャンネルの処理だけを示してある。
まず、本例のオーディオラックの構成例について図1を参照して説明する。図1は、スピーカ等のオーディオ装置を搭載可能なオーディオラック100の斜視図である。本例のオーディオラック100は、3段構成としてあり、下の2段には、ビデオデッキ、DVDレコーダ等の電子機器を格納可能とするスペースを設けてある。そして、最上段にスピーカ及びアンプ装置を内蔵してある。
オーディオラック100の最上段には、左から順に、左リアスピーカ30SL,左前スピーカ30FL、アンプ装置20、中央前スピーカ30FC、右前スピーカ30FR、右リアスピーカ30SRが正面方向に設置してある。そして、ステレオ録音が施された音楽CD、DVD等から再生した音声信号を図示しないオーディオ再生装置を信号源としてアンプ装置20に供給するようにしている。スピーカ30SL〜30SRは、アンプ装置20のスピーカ接続端子にケーブル接続してあり、アンプ装置20から音声信号の供給を受け、音声出力を行う。これらのスピーカ30SL〜30SRは、可聴帯域内でほぼフラットな出力特性を有するいわゆるフルレンジ型のスピーカ装置として構成してある。
次に、本例のオーディオラックの設置例について図2を参照して説明する。オーディオラック100が、聴取者16の前方に配置してあり、スピーカ30SL〜30SRを聴取者16に対向させている。図2において、矢印Fとして示す上方が、聴取者16の前方であり、矢印Rとして示す下方が、聴取者16の後方である。聴取者16の近傍には最適聴取領域11があり、この領域11内においてサラウンド再生された音声を理想的に聴取することができる。
次に、本例のオーディオラックの内部構成例について図3を参照して説明する。まず、音楽用メディアから得られた5チャンネルの再生オーディオ信号が信号源21からアンプ装置20に供給される。アンプ装置20内では、プリアンプ22FC,22FL,22FR,22SL,22SRに、それぞれセンタチャンネル、左フロントチャンネル、右フロントチャンネル、左リアチャンネル、右リアチャンネルのオーディオ信号が個別に供給される。プリアンプ22FC,22FL,22FRで増幅された各チャンネルのオーディオ信号はアンプ24FC,24FL,24FRに供給され、スピーカ30FC,30FL,30FRで音声出力する。また、左リアチャンネルと右リアチャンネル用のプリアンプ22SL,22SRで増幅されたオーディオ信号は、仮想音像処理を施す音像処理回路23SL,23SRに供給され、仮想音像処理を施した後、アンプ24SL,24SRに供給され、スピーカ30SL、30SRで音声出力する。ここで、音像処理回路23SL,23SRでの処理、アンプ24FC〜24SRの増幅制御等は、制御部25により所定の演算、制御が行われる。ここでの仮想音像処理としては、リアチャンネルの音を前方から出力させるための仮想音像処理である。この仮想音像処理については、例えば図6を参照して説明した処理が適用可能である。なお、仮想音像処理時に、リアチャンネル以外のチャンネルのオーディオ信号を加えて処理するようにしてもよい。
このようにすることで、聴取者位置の後方に、左右のリアスピーカを設置することなく、サラウンド再生された音声を聴取することが可能となった。
このとき、予めリアチャンネルのオーディオ信号を出力するスピーカがオーディオラック100に内蔵されているので、アンプ装置20から左右のリアスピーカ30SL,30SRまで配線する必要がない。このため、配線の接続ミス等が発生する可能性を低減できる。また、長いケーブルが設置できないような室内においても、聴取者は簡単にサラウンド再生された音声を楽しむことができるという効果がある。また、横方向に各スピーカを並べて音声出力させるため、最適聴取領域を拡大することができるという効果がある。
また、上述した第1の実施の形態では、予め出力レベルを設定しておくことで、聴取者は適切な出力に設定してあるサラウンド再生された音声を容易に得ることができる。また、左右のリアスピーカをオーディオラック100に内蔵してあるため、室内にリアスピーカを設置するためのスペースを設けなくても容易にサラウンド再生を楽しむことができるという効果がある。
次に、本発明の第2の実施の形態を、図4を参照して説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態においてオーディオラックに内蔵していた左右のリアスピーカを取り外し可能な構成としたものである。本実施の形態は、第1の実施の形態と同様のオーディオラックに適用した例としてあり、本実施の形態においても、5.1チャンネルのサラウンド再生された音声が出力可能なスピーカとアンプ装置を組み込んだオーディオラックとしてある。
図4は、取り外し可能なリアスピーカを備えたオーディオラック101の設置例を示す。図4において、既に説明した図2に対応する部分には同一符号を付す。本例のオーディオラックの基本的な内部構成については、第1の実施の形態で説明した図3と同様に構成しており、ここでは構成の詳細説明については省略する。本例においては、オーディオラックに設置するようにした左右のリアスピーカを、必要に応じて取り外し可能な構成としている。この場合、左右のリアスピーカには、例えば赤外線通信可能なワイヤレス通信によりアンプ装置からのオーディオ信号を受信し、音声出力させるようにしてある。
本例のアンプ装置20′は、リアチャンネルのオーディオ信号を赤外線信号に変換し、赤外線送信する送信部31を備える。また、本例のリアスピーカ30SL′,30SR′は、それぞれ送信部31から供給される赤外線信号を受信する受信部32SL,32SRを備える。リアスピーカ30SL′,30SR′は、オーディオラック101から取り外し可能であり、任意の場所に設置することができる。図4では、聴取者16の左右後方にリアスピーカ30SL′,30SR′を設置している。
このようにリアスピーカを着脱可能にし、オーディオ信号をワイヤレスで赤外線送信することで、普段はオーディオラック101の前面でテレビジョン放送等の画面を見ながら映画、音楽等の音を楽しみ、別の状態では、一部のスピーカを着脱して、別の場所に移動し、オーディオラック101の位置とは別の空間で音楽等を楽しむことが可能となった。
また、上述した第2の実施の形態では、送信部31から左右のリアスピーカ30SL′,30SR′にそれぞれ発信する赤外線信号は、出力タイミング、送信時間を変えたり、発振周波数を異なる値とする等の対応をとることで混信を防止することができる。
また、聴取者16の前面に設置したスピーカのみでサラウンド効果を楽しむホームシアターシステムにおいては、普段はオーディオラック101に内蔵されたスピーカによりフロントサラウンドで音声出力させる。一方、映画等を視聴するような場合においては、リアスピーカを取り外し、聴取者16の後方に設置することによって、本格的なホームシアターを構成し視聴することができる。
なお、上述した第2の実施の形態では、オーディオラック101に着脱可能なリアスピーカに適用したが、オーディオラック101に装着した際は、スピーカと一体となったバッテリを充電し、取り外した際は、充電されたバッテリによって駆動されるようなリアスピーカに適用してもよい。同様に、バッテリを内蔵したリアスピーカにアンプ装置も組み込んだスピーカに適用してもよい。また、リアスピーカ自体に外部から電源を供給される電源部を設け、個別に家庭用コンセントから電源供給を受けるようにしてもよい。
また、上述した第2の実施の形態では、左右のリアスピーカに赤外線通信でオーディオ信号を送信するようにしたが、その他の無線方式を用いてオーディオ信号を送信したり、通信ケーブルにより有線接続したリアスピーカにも適用可能である。
次に、本発明の第3の実施の形態を、図5を参照して説明する。図5は、角度をつけたリアスピーカを備えたオーディオラック102の設置例を示す。本実施の形態は、左右に2つずつのリアスピーカを設け、それぞれのリアスピーカをオーディオラック102の正面に対して所定の角度に配置した構成としたものである。本実施の形態は、第1の実施の形態と同様のオーディオラックに適用した例としてあり、本実施の形態においても、5.1チャンネルのサラウンド音声を出力可能なスピーカとアンプ装置を組み込んだオーディオラックとしてある。図5において、既に説明した図2に対応する部分には同一符号を付す。
本例のオーディオラックの基本的な内部構成については、第1の実施の形態で説明した図3と同様に構成しており、ここでは構成の詳細説明については省略する。本例のオーディオラック102は、オーディオラックの正面の横軸に対して45度、及び90度の角度で外側に向けた同波形出力する2つのリアスピーカを各チャンネルが備えた構成としてある。
本例の第1の左リアスピーカ30SLaは、例えばオーディオラックの正面の横軸に対して、45度、第2の左リアスピーカ30SLbは、90度の角度で外側に向けて音声出力させる。同様に、本例の第1の右リアスピーカ30SRaは、例えばオーディオラック102の正面の横軸に対して45度、第2の右リアスピーカ30SRbは、90度の角度で外側に向けて音声出力させる。左右に設置した第1及び第2のリアスピーカは、直列接続または並列接続によりアンプ20からの各サラウンドオーディオ信号が供給される。
従来、サラウンド効果を得る場合、回路上でオーディオ信号処理を施してオーディオ信号を合成するより、音響空間上で合成した方がサラウンドの効果が高いことが知られている。音響空間上で2つ以上のスピーカから得られる音声を合成する場合、音声出力する2つのスピーカに入力されるオーディオ信号自体は位相、強さが同じ信号であり、フロントから出力してリアから聞こえるように信号処理されている。そして、スピーカの設置位置を変えることで聴取者16に対する距離差を作り、結果として聴取者16に音声が届くまでの時間差を作る。このとき、時間の遅延分を作るためにはスピーカを外側に向けるとより効果が高くなる。
本例のオーディオラック102では、仮想音像信号処理された信号を出力する左右のリアスピーカを、2つに分離し、それぞれ異なる方向に向けるようにした。つまり、音響空間上での合成特性が、聴取者16がより仮想音像を感じるような音響特性となるように、2つのスピーカの角度を異なる方向に向けることで音響空間上での合成を行っている。
このようにすることで、聴取者の前方に備えたスピーカにより、サラウンド再生された音声出力を得ることが可能となった。
本例のオーディオラック102においては、角度をつけて外側に向けた2つずつの左右のリアスピーカは、必ずオーディオラック102の正面の横軸に対して所定の角度で固定される。また、少なくとも1つのスピーカはオーディオラック102の側面(90度)外側を向くように設置する。例えば、左右のリアスピーカが聴取者に対向する位置に2つずつ併設してあると、聴取者に対して直接音が届くことになる。スピーカは指向性を有しているため、再生音声が直接聴取者に届くが、サラウンド効果はあまり得られない。しかしながら、リアスピーカを角度を変えて設置すると、音が直接聴取者の耳に入ってこないため、サラウンド効果を高めることができるという効果がある。
また、本例のオーディオラック102において、2つのスピーカの角度を異なる方向に向けることで、最適聴取領域11は横方向に拡大する。このように最適聴取領域11が拡大することにより、従来、狭い範囲の最適聴取領域11にいる聴取者しかサラウンド音声を楽しめなかったが、複数の聴取者が同時にサラウンド音声を楽しむことができるという効果がある。また、2つずつの左右リアスピーカをそれぞれ異なる角度に設置することによって、サラウンド効果をより強めることができるという効果がある。
なお、上述した第3の実施の形態では、サラウンド再生用の音声を出力する第1の左右リアスピーカ30SLa,30SRaを、オーディオラック102の正面の横軸に対して45度の角度で設置し、第2の左右リアスピーカ30SLb,30SRbを、オーディオラック102の正面の横軸に対して90度の角度で設置するようにしたが、オーディオラック102の形状により任意に角度を変えて設置してもよい。
また、上述した第3の実施の形態では、サラウンド再生のためのスピーカ数が増加した場合においても容易に対応することが可能である。このときリアスピーカを増設することで聴取者はサラウンド再生を楽しむことができ、また、スピーカの増設も簡単にできるという効果がある。
なお、上述した第3の実施の形態では、本例のオーディオラック102において、左右に設けた2つのリアスピーカは共通のスピーカボックスに格納するようにしたが、別々のスピーカボックスにそれぞれリアスピーカを格納するようにしてもよい。
また、上述した第3の実施の形態では、2つずつの左右リアスピーカを横方向に併設したが、縦方向に併設しても同様のサラウンド効果を得ることが可能である。このようにした場合、オーディオラックの横方向の幅を狭めることができるため、オーディオラックの大きさを小さくすることができるという効果がある。
このように、上述した第1〜第3の実施の形態では、リアスピーカとアンプ装置が予め接続してあるので、聴取者は簡単に設置することが可能である。このため、聴取者はリアスピーカの設置に時間を要することなく所望のサラウンド再生された音声を楽しむことができるという効果がある。また、聴取者の後方にリアスピーカを設置しなくてもサラウンド効果を得られるため、リアスピーカを設置するためのスペースを設けなくてもよいという効果がある。
本発明の第1の実施の形態におけるオーディオラックの例を示した斜視図である。 本発明の第1の実施の形態におけるオーディオラックの設置例を示した構成図である。 本発明の第1の実施の形態におけるオーディオラックの内部構成例を示したブロック図である。 本発明の第2の実施の形態におけるオーディオラックの設置例を示した構成図である。 本発明の第3の実施の形態におけるオーディオラックの設置例を示した構成図である。 従来の実施の形態における仮想音像処理の例を示した説明図である。
符号の説明
1,2…処理ブロック、3L,3R…入力端子、4L,4R…出力端子、5L,5R…スピーカ、6…聴取者、11…最適聴取領域、16…聴取者、20,20′…アンプ装置、21…信号源、22FL〜22FC…プリアンプ、23SL,23SR…音像処理回路、24FL〜24FC…アンプ、25…制御部、30FL〜30FC…スピーカ、31…送信部、32SL,32SR…受信部、100〜102…オーディオラック

Claims (3)

  1. 少なくとも左フロントチャンネルと右フロントチャンネルとセンタチャンネルと左リアチャンネルと右リアチャンネルを含む5チャンネル以上のオーディオ信号出力を行うスピーカが内蔵されたオーディオラックであり、
    前記各チャンネルのオーディオ処理を行うオーディオ信号処理部と、
    ラックの前面に配置され、前記オーディオ信号処理部から供給される前記センタチャンネルのオーディオ信号を出力するセンタスピーカと、
    前記センタスピーカに隣接して配置され、前記オーディオ信号処理部から供給される前記左フロントチャンネルのオーディオ信号を出力する左前スピーカと、
    前記センタスピーカに隣接して配置され、前記オーディオ信号処理部から供給される前記右フロントチャンネルのオーディオ信号を出力する右前スピーカと、
    前記左前スピーカに隣接して配置され、前記オーディオ信号処理部から供給される前記左リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第1の左リアスピーカと、
    前記右前スピーカに隣接して配置され、前記オーディオ信号処理部から供給される前記右リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第1の右リアスピーカと、
    前記第1の左リアスピーカのスピーカボックスを共有し、前記オーディオ信号処理部から供給される前記左リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第2の左リアスピーカと、
    前記第1の右リアスピーカのスピーカボックスを共有し、前記オーディオ信号処理部から供給される前記右リアチャンネルのオーディオ信号を出力する第2の右リアスピーカと、を備え、
    前記第1の左リアスピーカは、前記センタスピーカの配置方向に対してほぼ0度以上90度以下の外向きの角度に配設し、
    前記第2の左リアスピーカは、前記第1の左リアスピーカと前記第2の左リアスピーカとの間隔を、前記センタスピーカと前記第1の左リアスピーカとの間隔より狭くして外向きの側面方向に配設し、
    前記第1の右リアスピーカは、前記センタスピーカの配置方向に対してほぼ0度以上90度以下の外向きの角度に配設し、
    前記第2の右リアスピーカは、前記第1の右リアスピーカと前記第2の右リアスピーカとの間隔を、前記センタスピーカと前記第1の右リアスピーカとの間隔より狭くして外向きの側面方向に配設する
    オーディオラック。
  2. 請求項1記載のオーディオラックにおいて、
    前記オーディオ信号処理部が、前記第1及び第2の左リアスピーカに出力するオーディオ信号の位相、強さが同じであり、前記第1及び第2の右リアスピーカに出力するオーディオ信号の位相、強さが同じである
    オーディオラック。
  3. 請求項1又は2記載のオーディオラックにおいて、
    前記第1及び第2の左リアスピーカが縦方向に併設され、前記第1及び第2の右リアスピーカが縦方向に併設される
    オーディオラック。
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