JP4826693B2

JP4826693B2 - 音響再生装置

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Publication number: JP4826693B2
Application number: JP2001277491A
Authority: JP
Inventors: 和斉竹村; 讓治笠井; 哲郎中武
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: JP2003087893A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカの指向性を制御するための指向性制御部を備えるスピーカ装置の配置方法、およびスピーカ装置を用いた音響再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカの方向による音響放射特性の変化（以下、「指向性」という）を制御する方法として、従来より、無指向性の２個のスピーカを逆相で接続して双指向性としたり、３個以上のスピーカアレイにより単一指向性や指向性のビームをある方向に与える等の方法が提案されている（たとえば特開昭５７−０６８９９１号公報、特開平０５−０１４９９２号公報、特開平１１−２８５０９３号公報、特開平０９−０９８４９５号公報参照）。
【０００３】
これら従来の方法は、スピーカの構造や信号処理によって基本的には時間的な遅延を各スピーカ毎に与えて、音波の空間的な位相干渉を利用することで所望の指向性を実現している。特に単一指向性を実現した場合には、音量が高いレベルで再生される方向（「ビーム方向」という）と低いレベルで再生される方向（「ゼロ点方向」という）とが生じるため、これらを利用した音響再生システムが提案されている。この場合、通常、ビーム方向におけるエリアは、リスナーが位置するエリアとして利用され、ゼロ点方向におけるエリアは、主に音量を下げる目的で利用される。
【０００４】
また、ステレオ再生装置において、モノラル音声を再生する場合、一つのスピーカで再生すれば、知覚される音像は、そのスピーカの設置位置となる。また、リスナーから等距離にある二つのスピーカに等分してステレオ音声を再生すれば、その二つのスピーカの中央にファントム音像として知覚されることが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、スピーカとリスナーとの位置関係が決まれば、ステレオ再生で得られる、リスナーにおける音像の定位の距離感が自ずと決まってしまう。したがって、リスナーの近くにスピーカを置いた場合等には、スピーカの実際の位置から遠方に音像定位を得ることは困難であった。また、スピーカの実際の位置から遠方に音像定位を得ようとして、間接音や反射音の音響信号に対して遅延処理を加える等の信号処理が行われることもあるが、音像の定位を曖昧にするのみで、遠方に音像定位が感じられる効果は少ない。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、音像がスピーカの配置位置より遠方に感じられるスピーカ装置の配置方法、およびそのスピーカ装置を用いた音響再生装置を提供することを、その課題としている。
【０００７】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面によって提供されるスピーカ装置の配置方法は、２個のスピーカを近接配置させたスピーカ取付面を有し、上記２個のスピーカを駆動して単一指向放射特性を得るための指向性制御部から駆動信号が供給されるスピーカ装置の配置方法であって、上記指向性制御部は、入力信号を上記２個のスピーカの離間距離に応じた時間だけ遅延させて出力する遅延手段と、入力信号と上記遅延手段により遅延された入力信号とが互いに逆位相で上記２個のスピーカから各別に音響放射されるようにする位相反転手段とを備え、上記２個のスピーカのうちのいずれか一方のスピーカは、上記指向性制御部によって遅延させられた入力信号を出力するものとされており、上記一方のスピーカが、上記スピーカ取付面における上記２個のスピーカの中心軸の双方と互いに直交する直線上において、他方のスピーカよりリスナー側に位置するように配置することを特徴としている。
【０００９】
好ましい実施の形態によれば、上記スピーカ取付面は、水平方向に沿って配置されている。
【００１０】
他の好ましい実施の形態によれば、上記スピーカ取付面は、鉛直方向に沿って配置されている。
【００１１】
他の好ましい実施の形態によれば、上記スピーカ取付面は、その延長面上にリスナーの頭部が位置するように配置されている。
【００１２】
他の好ましい実施の形態によれば、上記２個のスピーカは複数組設けられており、ステレオまたはマルチチャンネルの音響信号を再生する。なお、このマルチチャンネルの音響信号は、サラウンド信号等を含む音響信号である。
【００１３】
他の好ましい実施の形態によれば、上記指向性制御部は、リスナーの側方にサラウンド信号を定位させるための仮想定位処理手段と、上記仮想定位処理手段の出力を上記他方のスピーカに供給される信号に加算する加算手段とを備える。
【００１４】
本発明の第２の側面によって提供される音響再生装置は、２個１組のスピーカを近接配置させたスピーカ取付面と、入力信号を上記２個１組のスピーカの離間距離に応じた時間だけ遅延させて出力する遅延手段、および上記入力信号と上記遅延手段により遅延された入力信号とが互いに逆位相で上記２個１組のスピーカから各別に音響放射されるようにする位相反転手段を有し、かつ上記２個１組のスピーカを駆動して単一指向放射特性を得るための指向性制御部とを備え、上記２個１組のスピーカのうちのいずれか一方のスピーカは、上記指向性制御部によって遅延させられた入力信号を出力するものとされており、上記一方のスピーカは、上記スピーカ取付面における上記２個のスピーカの中心軸の双方と互いに直交する直線上において、他方のスピーカより、上記スピーカ取付面に直交しかつリスナーに対向する操作表示面側に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
好ましい実施の形態によれば、上記スピーカ取付面は、水平方向に沿って配置されている。
【００１６】
他の好ましい実施の形態によれば、上記スピーカ取付面は、鉛直方向に沿って配置されている。
【００１７】
他の好ましい実施の形態によれば、上記スピーカ取付面は、その延長面上にリスナーの頭部が位置するように配置されている。
【００１８】
他の好ましい実施の形態によれば、上記２個１組のスピーカは、複数組設けられており、ステレオまたはマルチチャンネルの音響信号を再生する。
【００１９】
他の好ましい実施の形態によれば、上記指向性制御部は、リスナーの側方にサラウンド信号を定位させるための仮想定位処理手段と、上記仮想定位処理手段の出力を上記他方のスピーカに供給される信号に加算する加算手段とを備える。
【００２０】
他の好ましい実施の形態によれば、上記操作表示面は、遊戯装置においてリスナーとしてのプレイヤがゲームを行うための操作手段を有する。
【００２１】
本発明によれば、入力信号を２個のスピーカの離間距離に応じた時間だけ遅延され、その遅延された入力信号を、２個のスピーカのうち、一方のスピーカから出力されるように構成する。そして、その一方のスピーカが他方のスピーカよりリスナー側に位置するように本スピーカ装置を配置しているので、これにより、単一指向放射特性のゼロ点方向がリスナー側に向くことになり、リスナーは、音像が実際のスピーカの配置位置よりも遠方に位置するように感じることができる。
【００２２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係るスピーカ装置を有する音響再生装置が適用された遊戯装置の要部の回路ブロック図である。この遊戯装置Ａは、ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、インターフェイス回路４、音源ＩＣ５、指向性制御部６、増幅器７Ｒａ，７Ｒｂ，７Ｌａ，７Ｌｂ、およびスピーカ装置Ｂを備えている。ＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、およびインターフェイス回路４は、相互にバス接続されている。スピーカ装置Ｂは、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂおよびスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂをそれぞれ備えている。
【００２５】
図２は、一部がＤＳＰ（digital signal processor）により実現される指向性制御部の回路図である。この指向性制御部６は、遅延回路１２Ｒ，１２Ｌ、ＤＡコンバータ１３Ｒａ，１３Ｒｂ，１３Ｌａ，１３Ｌｂ、フィルタ回路１４Ｒａ，１４Ｒｂ，１４Ｌａ，１４Ｌｂ、および位相反転回路１５Ｒ，１５Ｌを備えている。
【００２６】
ＣＰＵ１は、音源ＩＣ５、指向性制御部６、および増幅器７Ｒａ，７Ｒｂ，７Ｌａ，７Ｌｂを含む遊戯装置Ａの全体を制御する。すなわち、図示していないが、遊戯装置Ａには操作部、表示部および各種のセンサ等が設けられており、ＣＰＵ１は、操作部やセンサ等からの信号に応じて、表示部等を制御する。
【００２７】
ＲＯＭ２は、ＣＰＵ１を動作させるためのプログラムや固定のデータ等を格納している。
【００２８】
ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１にワークエリアを提供し、各種のデータを記憶する。
【００２９】
インターフェイス回路４は、ＣＰＵ１と音源ＩＣ５や指向性制御部６等との間の通信を制御する。
【００３０】
音源ＩＣ５は、ステレオおよびモノラルの音響ソースを多数記憶しており、ＣＰＵ１により制御されて音響データを出力する。
【００３１】
指向性制御部６は、ＣＰＵ１により制御されて、音源ＩＣ５からの音響データに指向性制御処理を施す。
【００３２】
増幅器７Ｒａ，７Ｒｂ，７Ｌａ，７Ｌｂは、ＣＰＵ１により制御されて、指向性制御部６からの音響信号を増幅する。
【００３３】
スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂ，８Ｌａ，８Ｌｂは、増幅器７Ｒａ，７Ｒｂ，７Ｌａ，７Ｌｂからの音響信号を音響に変換する。スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂは、互いに近接配置されており、右チャンネル再生用とされている。スピーカ８Ｌａ，８Ｌｂは、互いに近接配置されており、左チャンネル再生用とされている。これらスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂ，８Ｌａ，８Ｌｂは、音響的な特性が相互にほぼ同一である。
【００３４】
遅延回路１２Ｒ，１２Ｌは、音源ＩＣ５からの信号を遅延させる。遅延回路１２Ｒ，１２Ｌによる遅延時間は、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂの離間距離、およびスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂの離間距離における音波の伝搬時間にほぼ等しい。なお、本実施形態では、ディジタルによる遅延処理を信号に対して施しているが、帯域制限を施したオールパスフィルタによってアナログによる遅延処理を施してもよい。
【００３５】
ＤＡコンバータ１３Ｒａ，１３Ｒｂ，１３Ｌａ，１３Ｌｂは、音源ＩＣ５および遅延回路１２Ｒ，１２Ｌからの音響データをアナログの音響信号に変換する。すなわち、ＤＡコンバータ１３Ｒａ，１３Ｌａは、音源ＩＣ５からの音響データをアナログの音響信号に変換し、ＤＡコンバータ１３Ｒｂ，１３Ｌｂは、遅延回路１２Ｒ，１２Ｌからの音響データをアナログの音響信号に変換する。
【００３６】
フィルタ回路１４Ｒａ，１４Ｒｂ，１４Ｌａ，１４Ｌｂは、ＤＡコンバータ１３Ｒａ，１３Ｒｂ，１３Ｌａ，１３Ｌｂからの出力信号の低域成分のゲイン補償および制限を行う。すなわち、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂが互いに近接配置され、またスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂが互いに近接配置されているので、低い周波数の音響がキャンセルされて減少してしまうことを防ぐために、低域のゲインを相対的に増大させるとともに、所定周波数以下の低域成分をカットする。
【００３７】
位相反転回路１５Ｒ，１５Ｌは、フィルタ回路１４Ｒｂ，１４Ｌｂからの出力信号の位相を反転させる。なお、この位相反転回路１５Ｒ，１５Ｌに代わり、スピーカＲａあるいはスピーカＲｂ、およびスピーカＬａあるいはスピーカＬｂの入力信号線を逆極性で接続することにより、信号を位相反転させたのと同様の効果を得るように構成してもよい。さらには、互いに逆極性のスピーカＲａあるいはスピーカＲｂ、および互いに逆極性のスピーカＬａあるいはスピーカＬｂのそれぞれの入力信号線を、順極性で接続してもよい。
【００３８】
図３は、遊戯装置Ａの外観斜視図である。この遊戯装置Ａは、平面視多角形の立体的形状を有しており、遊戯装置Ａの正面１６は、プレイヤに対向する操作表示面として構成されている。遊戯装置Ａの上面１７は、スピーカ取付面とされており、このスピーカ取付面１７には、平面視で略逆八の字状になるように、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂ，８Ｌａ，８Ｌｂが配されている。具体的には、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂは、遊戯装置Ａの上面１７の右側縁部に沿って、略奥行き方向に所定間隔をあけて近接配置されている。また、スピーカ８Ｌａ，８Ｌｂは、遊戯装置Ａの上面１７の左側縁部に沿って、略奥行き方向に所定間隔をあけて近接配置されている。
【００３９】
より詳細には、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂの各中心軸と互いに直交する直線Ｐｒ上において、スピーカ８Ｒｂがスピーカ８Ｒａに比べ、操作表示面１６側に配置されている。また、スピーカ８Ｌａ，８Ｌｂの各中心軸と互いに直交する直線Ｐｌ上において、スピーカ８Ｌｂがスピーカ８Ｌａに比べ、操作表示面１６側に配置されている。また、直線Ｐｒ，Ｐｌの略交点に遊戯者が位置するように、遊戯装置Ａが配置されている。後述するように、スピーカ８Ｒｂ，８Ｌｂからは、遅延され位相反転された音響信号が出力される。
【００４０】
次に動作を説明する。この遊戯装置Ａでは、遊戯装置Ａのプレイヤによる遊戯の進行に伴って、ＣＰＵ１が音源ＩＣ５を制御し、遊戯の局面に応じた音響データを音源ＩＣ５から出力させる。この音響データは、指向性制御部６に入力され、指向性制御が施される。
【００４１】
指向性制御部６の右チャンネル用入力端に入力された音響データは、ＤＡコンバータ１３Ｒａに供給されるとともに、遅延回路１２Ｒに供給される。
【００４２】
ＤＡコンバータ１３Ｒａでは、その入力信号がアナログの音響信号に変換され、フィルタ回路１４Ｒａに入力される。フィルタ回路１４Ｒａでは、その入力信号の低域成分を相対的に強調されるとともに帯域制限される。フィルタ回路１４Ｒａの出力は、増幅器７Ｒａによって増幅され、スピーカ８Ｒａから音響として出力される。
【００４３】
一方、遅延回路１２Ｒによって遅延され、ＤＡコンバータ１３Ｒｂに供給された信号は、それによってアナログの音響信号に変換され、フィルタ回路１４Ｒｂに供給される。フィルタ回路１４Ｒｂでは、その入力信号の低域成分を相対的に強調されるとともに帯域制限され、その出力は、位相反転回路１５Ｒに供給される。位相反転回路１５Ｒでは、入力信号の位相が反転され、その後、増幅器７Ｒｂによって増幅され、スピーカ８Ｒｂから音響として出力される。
【００４４】
また、指向性制御部６の左チャンネル用入力端に入力された音響データは、ＤＡコンバータ１３Ｌａに供給されるとともに、遅延回路１２Ｌに供給される。
【００４５】
ＤＡコンバータ１３Ｌａでは、その入力信号がアナログの音響信号に変換され、フィルタ回路１４Ｌａに入力される。フィルタ回路１４Ｌａによって、低域成分が強調されるとともに帯域制限された信号は、増幅器７Ｌａによって増幅され、スピーカ８Ｌａから音響として出力される。
【００４６】
一方、遅延回路１２Ｌによって遅延され、ＤＡコンバータ１３Ｌｂに供給された信号は、それによってアナログの音響信号に変換され、フィルタ回路１４Ｌｂに供給される。入力信号の低域成分が強調され帯域制限されたフィルタ回路１４Ｌｂの出力は、位相反転回路１５Ｌに供給される。位相反転回路１５Ｌでは、入力信号の位相が反転され、その後、増幅器７Ｌｂによって増幅され、スピーカ８Ｌｂから音響として出力される。
【００４７】
すなわち、音響ＩＣ５からの入力信号は、ＤＡコンバータ１３Ｒａ，１３Ｌａ、フィルタ回路１４Ｒａ，１４Ｌａを通過して、スピーカ８Ｒａ，８Ｌａから出力される信号と、ＤＡコンバータ１３Ｒｂ，１３Ｌｂ、フィルタ回路１４Ｒｂ，１４Ｌｂを通過するとともに、遅延回路１２Ｒ，１２Ｌおよび位相反転回路１５Ｒ，１５Ｌによって遅延かつ位相反転が施され、スピーカ８Ｒｂ，８Ｌｂから出力される信号とに分割される。なお、フィルタ回路１４Ｒａ，１４Ｒｂ，１４Ｌａ，１４Ｌｂは、遅延回路１２Ｒ，１２Ｌより前段に設けられていてもよい。
【００４８】
図４は、上記遊戯装置Ａにおける単一指向放射特性の説明図である。図５は、上記遊戯装置Ａにおけるゲイン−周波数特性の説明図である。図４では、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂの離間距離はＸｍ、音響信号は５００Ｈｚの単一周波数とされている。図５では、角度０［ｒａｄ］方向、角度（３／２）π［ｒａｄ］方向、および角度（１／２）π［ｒａｄ］方向における特性とされている。もちろん、スピーカ８Ｌａ，８Ｌｂについても同様の特性である。
【００４９】
このスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂでは、両者の離間距離Ｘに制限されるが、角度（１／２）π［ｒａｄ］方向において、他の角度方向に比べ、明らかな音量レベル差を得ることができるといった、単一指向放射特性を有する。高い周波数においては音波を単一のビームとすることができなくなるが、角度（１／２）π［ｒａｄ］方向では、スピーカ８Ｒａの出力とスピーカ８Ｒｂの出力とが絶えず打ち消す方向であるため、音量レベルを小さく保つことができる。すなわち、角度（１／２）π［ｒａｄ］方向が、単一指向放射特性のゼロ点方向であり、角度（３／２）π［ｒａｄ］方向がビーム方向である。なお、図４に示す指向特性は、平面上における指向特性とされているが、実際には立体的な形状のビームが形成されていると考えられる。
【００５０】
なお、図５において、角度０［ｒａｄ］方向および角度（３／２）π［ｒａｄ］方向の特性にディップが生じているのは、２個のスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂの離間距離Ｘに起因して生じる打ち消しが作用しているものと推定されるが、１０００Ｈｚ程度以下の周波数では単一指向性のビームが保たれる。この離間距離Ｘが小さいほどディップが生じる周波数は高い周波数にシフトするため、２個のスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂの離間距離Ｘは小さくすることが望ましい。ただし、離間距離Ｘが小さいほど低い周波数でのキャンセル量も大きくなり、必要とする補償レベルも大きくなる。また、実際にはスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂの振動板口径の大きさがあるため、近づけるにも限界がある。したがって、現実的には５ｃｍ〜２０ｃｍ程度、好ましくは１０ｃｍ程度の離間距離が望ましい。
【００５１】
図６および図７は、指向性制御による音響効果の説明図である。この遊戯装置Ａでは、操作表示面１６がプレイヤに対向しており、スピーカ取付面１７の延長面上にプレイヤの頭部が位置するように配置されている。すなわち、単一指向放射特性のゼロ点方向にあるスピーカ８Ｒｂ，８Ｌｂがスピーカ８Ｒａ，８Ｌａに比べ、プレイヤ側になるように、遊戯装置Ａが配置されている。プレイヤと遊戯装置Ａとが上記のような位置関係を実現すれば、単一指向放射特性のゼロ点方向がプレイヤ側に向くことになる。すなわち、プレイヤの位置方向では、音響がキャンセルされるために音量が低減するが、プレイヤから遠ざかる方向では、ビーム方向とされるため、プレイヤは、再生されるモノラル音声またはステレオ音声の音像が実際のスピーカの配置位置よりも遠方に位置するように感じられる。また、図６に示すように、ステレオ音声やモノラル音声による音像だけでなく、遊戯装置Ａの後方の所定範囲に音声空間を展開させることができる。
【００５２】
なお、単一指向放射特性のゼロ点方向は、遅延回路１２Ｒ，１２Ｌにおける遅延時間、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂ，８Ｌａ，８Ｌｂの配置、およびプレイヤと遊戯装置Ａとの距離等によって制御可能である。たとえば、プレイヤと遊戯装置Ａとの位置関係において、図８に示すように、プレイヤの頭部よりスピーカ取付面１７の高さが下がった位置に遊戯装置Ａが設けられたとしても、上記パラメータを適当に設定することにより、適切なゼロ点方向を確保することができる。なお、スピーカ取付面１７とプレイヤの頭部とのなす角θは、約０°〜３０°が望ましい。
【００５３】
図９および図１０は、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂの音圧伝達特性を示し、図９は無響室における場合、図１０は通常の試聴室における場合であり、スピーカ８Ｒａ，８Ｒｂとプレイヤとは、約１．５ｍの距離を隔てている。各図中、Ｄは単一指向放射特性のビーム方向における特性、Ｅは単一指向放射特性のゼロ点方向における特性、Ｆは無指向性における特性をそれぞれ示す。ここで、図４に示した単一指向放射特性は、反射等の無い条件で計算によって求められた値であり、すなわち、単一指向放射特性のゼロ点方向では音量が小さくなるが、実際には、スピーカの振動板がある程度の大きさを有すること、および室内では反射があること等から、ビームの形状やゼロ点方向における低減量は、計算値と異なる。
【００５４】
単一指向放射特性のゼロ点方向における特性の場合、無響室においては単にレベルの減少となるが、反射がある室内においては間接音、反射音があるために充分な再生レベルが保たれる。一方、図９および図１０によれば、ゼロ点方向では、間接音、反射音の占める比率が大きい再生音場となっており、そのために遠方に音像を感じる効果が得られる。つまり、反射音がある音場での遠方正面音源の場合に、両耳間相関が下がることが知られているが、間接音が相対的に大きい音場をつくることにより、遠方に音像を感じる効果を奏しているものと推測できる。このように遠方に音像を感じるといった効果は、無指向性の場合に比較してより顕著である。特に、スピーカをリスナーの近くに置いた場合でも、そのスピーカの存在を感じさせずに、スピーカの後方でステレオ音像や音場空間を展開させることができる。
【００５５】
このように、入力信号を２個のスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂあるいはスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂの離間距離Ｘに応じた時間だけ遅延させ、遅延された音響信号が音源からの音響信号と逆位相になるよう処理し、その処理された音響信号を、２個のスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂあるいはスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂのうち、一方のスピーカ８Ｒｂあるいは８Ｌｂから出力されるように構成する。そして、その一方のスピーカ８Ｒｂあるいは８Ｌｂが他方のスピーカ８Ｒａあるいは８Ｌａよりリスナー側に位置するように遊戯装置Ａを配置するようにしているので、これにより、単一指向放射特性のゼロ点方向がリスナー側に向くことになり、リスナーには、音像が実際のスピーカの配置位置よりも遠方に位置するように感じられる効果が得られる。
【００５６】
また、指向性制御部６では、フィルタ回路１４Ｒａ，１４Ｒｂ，１４Ｌａ，１４Ｌｂを設けて、低域成分を相対的に強調し、かつ所定周波数よりも低い周波数成分をカットしたので、２個のスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂあるいはスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂが互いに近接していることに起因する、低い周波数の再生信号がキャンセルされてしまうという現象を良好に防止でき、したがって音声帯域でバランスのとれた音声を再生することができる。
【００５７】
なお、上記実施形態においては、遊戯装置Ａの上面（スピーカ取付面）１７に、２個のスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂおよびスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂを配置したが、図示しないが、遊戯装置Ａの操作表示面１６に直交する側面（スピーカ取付面１７を除く）に、２個のスピーカ８Ｒａ，８Ｒｂおよびスピーカ８Ｌａ，８Ｌｂを配置してもよい。この場合、スピーカ８Ｒｂ，８Ｌｂは、スピーカ８Ｒａ，８Ｌａよりリスナー側に位置するようにそれぞれ配置される。また、遊戯装置Ａは、その下面が露出するように持ち上げられて配置され、その下面がスピーカ取付面１７とされてもよい。この場合、下面の延長面上に遊戯者の頭部が位置するようにされる。
【００５８】
また、上記実施形態においては、２組のスピーカ装置Ｂが一体となった遊戯装置Ａについて説明したが、図１１に示すように、２組のスピーカ装置Ａｒ，Ａｌが別体として設けられ、スピーカ装置Ａｒ，Ａｌは他の制御装置（図示せず）により駆動されてもよい。この場合、各スピーカ装置Ａｒ，Ａｌは、単一指向放射特性のゼロ点方向がリスナー側を向くように配置されることにより、各スピーカ装置Ａｒ，Ａｌより遠方に音像が得られる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、遅延回路１２Ｒ，１２Ｌにより信号を遅延させ、その後に位相反転回路１５Ｒ，１５Ｌにより遅延されていたが、信号を位相反転させた後に、その信号を遅延させるように構成してもよい。
【００６０】
図１２は、他の実施形態に係る指向性制御部の仮想的な回路図である。この実施形態では、主に指向性制御部６′にサラウンド信号を定位させる仮想定位処理回路２９が設けられている点において上記した実施形態と異なる。この構成により、たとえばサラウンド用スピーカを別途配置しなくとも、サラウンド効果を奏することができる。
【００６１】
具体的には、指向性制御部６′は、定数積算回路２１、加算回路２２Ｒ，２２Ｌ、遅延回路２３Ｒ，２３Ｌ、フィルタ回路２４Ｒａ，２４Ｒｂ，２４Ｌａ，２４Ｌｂ、加算回路２５Ｒ，２５Ｌ、位相反転回路２６Ｒ，２６Ｌ、およびＤＡコンバータ２７Ｒａ，２７Ｒｂ，２７Ｌａ，２７Ｌｂを備えている。さらに、この実施形態では、非相関化処理回路２８ａ，２８ｂおよび仮想定位処理回路２９を備えている。なお、指向性制御部６′において、ＤＡコンバータ２７Ｒａ，２７Ｒｂ，２７Ｌａ，２７Ｌｂを除く回路部分がＤＳＰによって構成されていてもよい。
【００６２】
この指向性制御部６′には、５チャンネルのサラウンド信号が入力可能とされている。すなわち、５チャンネルのサラウンド信号は、それぞれ図示しない音源ＩＣから出力され、単一指向性制御のための左右のチャンネル信号Ｒ，Ｌと、サラウンド信号のセンタチャンネル信号Ｃと、２チャンネルのサラウンド信号ＳＲ，ＳＬとである。なお、２チャンネルのサラウンド信号ＳＲ，ＳＬは、１チャンネルのモノラル信号が分岐されて２チャンネルのモノラルサラウンド信号とされてもよい。
【００６３】
定数積算回路２１は、入力信号に所定の定数を乗算する。この定数は、ＣＰＵ１により設定され、変更可能である。
【００６４】
加算回路２２Ｒ，２２Ｌは、左右のチャンネル信号Ｒ，Ｌと、定数積算回路２１によって定数が積算されたセンタチャンネル信号Ｃとを加算する。
【００６５】
加算回路２５Ｒ，２５Ｌは、フィルタ回路２４Ｒａ，２４Ｌａの出力信号と、仮想定位処理回路２９からのサラウンド信号とを加算する。
【００６６】
非相関化処理回路２８ａ，２８ｂは、左右のサラウンド信号ＳＲ，ＳＬに対して約１５０度の位相差を有するように非相関化処理を行い、仮想定位処理回路２９に供給する。
【００６７】
仮想定位処理回路２９は、遊戯者の両耳間のクロストークを打ち消すクロストークキャンセル部と、遊戯者の左右方向に両耳間差を与えるクロスフィールド部（ともに図示せず）とからなり、遊戯者においてスピーカに対して左右９０度の方向に音像が定位する仮想定位処理を行う。
【００６８】
その他の構成において、上記実施形態と同じ名称を有する各部については、略同様の機能を有する。
【００６９】
動作を説明すると、音源ＩＣからの左右のチャンネル信号Ｒ，Ｌは、定数積算回路２１によって定数が積算されたセンタチャンネル信号Ｃと、加算回路２５Ｒ，２５Ｌにおいて加算される。
【００７０】
加算回路２２Ｒの出力信号は、フィルタ回路２４Ｒａを介して加算回路２５Ｒに供給される。また、加算回路２２Ｌの出力信号は、フィルタ回路２４Ｌａを介して加算回路２５Ｌに供給される。各加算回路２５Ｒ，２５Ｌでは、仮想定位処理回路２９からのサラウンド信号が供給される。
【００７１】
すなわち、音源ＩＣからの左右のサラウンド信号ＳＲ，ＳＬは、非相関化処理回路２８ａ，２８ｂに供給され、約１５０度の位相差を有するように非相関化処理が行われた後、仮想定位処理回路２９に供給される。仮想定位処理回路２９では、遊戯者においてスピーカに対して左右９０度の方向に音像が定位する仮想定位処理が行われ、この仮想定位処理回路２９の２つの出力が加算回路２５Ｒ，２５Ｌにそれぞれ供給される。このように、サラウンド信号ＳＲ，ＳＬは、遅延および位相反転が行われないチャンネル信号Ｒ，Ｌに対して、適切なレベルで加算される。
【００７２】
なお、加算回路２５Ｒ，２５Ｌにおいて加算するのは、仮想定位処理では、多くの場合に低域周波数において増幅された信号となるために、単一指向性制御の際の低域のゲイン補償と合わせて増幅が過大になりすぎるのを防ぐためである。また、仮想定位処理は、直接音の伝達関数を基礎としているため、単一指向性制御と重畳するのは望ましくなく、その効果の低減を防ぐためである。
【００７３】
加算回路２５Ｒ，２５Ｌにおいて加算された信号は、ＤＡコンバータ２７Ｒａ，２７Ｌａに供給され、その後、増幅器７Ｒａ，７Ｌａ（図１参照）によって増幅され、スピーカ８Ｒａ，８Ｌａから音響として出力される。
【００７４】
一方、加算回路２２Ｒ，２２Ｌの出力は、遅延回路２３Ｒ，２３Ｌにおいて遅延され、フィルター回路２４Ｒｂ，２４Ｌｂを介して位相反転回路２６Ｒ，２６Ｌに供給される。位相反転回路２６Ｒ，２６Ｌでは位相が反転され、ＤＡコンバータ２７Ｒｂ，２７Ｌｂに供給され、その後、増幅器７Ｒｂ，７Ｌｂ（図１参照）によって増幅され、スピーカ８Ｒｂ，８Ｌｂから音響として出力される。
【００７５】
スピーカ８Ｒａ，８Ｌａから出力された音響により、図１３に示すように、遊戯者おいて、遊戯装置Ａに対して左右９０度方向に音像を定位させることができる。そのため、遊戯者において、たとえば左右のサラウンド用スピーカが存在するかのように感じさせることができる。したがって、この実施形態によれば、通常の左右のスピーカの他に、左右のサラウンド用のスピーカを別途配置する必要がなく、コストの低減化を図ることができる。また、サラウンド信号に対して、非相関化処理を施すことにより、包み込まれるような音場感を得ることができる。
【００７６】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、ステレオ再生が可能なように構成したが、もちろんモノラル再生専用に構成してもよい。
【００７７】
また、遊戯装置Ａの筐体の形状は、上記した実施形態における形状に限るものではない。
【００７８】
また、音声再生装置は、上記実施形態における遊戯装置Ａに適用されることに限らず、たとえば車載用音響装置やホームシアター装置等、音響を出力するあらゆる装置に採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る遊戯装置の要部の回路ブロック図である。
【図２】指向性制御部の仮想的な回路図である。
【図３】遊戯装置の外観斜視図である。
【図４】遊戯装置における単一指向放射特性の説明図である。
【図５】遊戯装置におけるゲイン−周波数特性の説明図である。
【図６】指向性制御による音響効果の説明図である。
【図７】指向性制御による音響効果の説明図である。
【図８】指向性制御による音響効果の説明図である。
【図９】遊戯装置におけるゲイン−周波数特性の説明図である。
【図１０】遊戯装置におけるゲイン−周波数特性の説明図である。
【図１１】変形例に係る指向性制御による音響効果の説明図である。
【図１２】他の実施形態に係る指向性制御部の仮想的な回路図である。
【図１３】他の実施形態に係る指向性制御による音響効果の説明図である。
【符号の説明】
１ＣＰＵ
５音源ＩＣ
６指向性制御部
８Ｒａ，８Ｒｂ，８Ｌａ，８Ｌｂスピーカ
１２Ｒ，１２Ｌ遅延回路
１５Ｒ，１５Ｌ位相反転回路
１６操作表示面
１７スピーカ取付面
Ａ遊戯装置
Ｂスピーカ装置

Claims

２個１組のスピーカを近接配置させたスピーカ取付面と、
入力信号を上記２個１組のスピーカの離間距離に応じた時間だけ遅延させて出力する遅延手段、および上記入力信号と上記遅延手段により遅延された入力信号とが互いに逆位相で上記２個１組のスピーカから各別に音響放射されるようにする位相反転手段を有し、かつ上記２個１組のスピーカを駆動して単一指向放射特性を得るための指向性制御部とを備え、
上記２個１組のスピーカのうちのいずれか一方のスピーカは、上記指向性制御部によって遅延させられた上記入力信号を出力するものとされており、
上記一方のスピーカは、上記スピーカ取付面における上記２個のスピーカの中心軸の双方と互いに直交する直線上において、他方のスピーカより、上記スピーカ取付面に直交しかつリスナーに対向する操作表示面側に配置され、上記リスナー側に上記単一指向放射特性のゼロ点方向が向くようにされていることを特徴とする、音響再生装置。
上記スピーカ取付面は、水平方向に沿って配置されている、請求項１に記載の音響再生装置。
上記スピーカ取付面は、鉛直方向に沿って配置されている、請求項１に記載の音響再生装置。
上記スピーカ取付面は、その延長面上にリスナーの頭部が位置するように配置されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の音響再生装置。
上記２個１組のスピーカは、複数組設けられており、ステレオまたはマルチチャンネルの音響信号を再生する、請求項４に記載の音響再生装置。
上記指向性制御部は、リスナーの側方にサラウンド信号を定位させるための仮想定位処理手段と、上記仮想定位処理手段の出力を上記他方のスピーカに供給される信号に加算する加算手段とを備える、請求項５に記載の音響再生装置。
上記操作表示面は、遊戯装置においてリスナーとしてのプレイヤがゲームを行うための操作手段を有する、請求項１ないし６のいずれかに記載の音響再生装置。