JP5565044B2 - スピーカ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカアレイを用いてサラウンド効果を付与する技術に関する。

スピーカアレイによりオーディオ信号に指向性を付与し、壁面反射を用いて聴取者に到達させ、サラウンドを実現する方法がある。例えば、特許文献１には、聴取者正面に設置されたスピーカアレイから、左右チャンネルのオーディオ信号を壁面に反射させて聴取者に到達させる技術が開示されている。これにより、聴取者の左右壁面方向に音像を定位させてサラウンド効果を与えることができる。

特開平６−２０５４９６号公報

スピーカアレイを用いて良好なサラウンド感を得るためには、音の指向性を強くする必要がある。音の指向性を強くするためには、多数のスピーカユニットを用いる必要がある。これは、スピーカアレイ全体の幅を長くしないと、波長の長い音の指向性を強くすることができないからである。さらに、スピーカアレイを構成するスピーカユニット間の幅を短くしないと、空間のサンプリング定理により導かれる限界よりも波長の短い音に指向性を付与したときに、グレーティングローブが発生してしまう。

図７は、聴取者２０００に与えるグレーティングローブの影響を説明する図である。従来のスピーカアレイ装置は、部屋１０００における聴取者２０００の正面に設置され、壁面反射を利用して聴取者２０００に音を到達させるために、主方向に指向した音（メインサウンドビームＭＢ）を出力する。この例においては、メインビームは４ｋＨｚの音を例として説明する。また、図７（ａ）は、スピーカユニット間の幅が短いスピーカアレイ装置１ＲＮの場合におけるグレーティングローブの影響を説明する図である。図７（ｂ）は、スピーカユニット間の幅がスピーカアレイ装置１ＲＮの２倍となるスピーカアレイ装置１ＲＷの場合におけるグレーティングローブの影響を説明する図である。

スピーカアレイ装置１ＲＮの場合は、スピーカユニット間の幅が短いため、図７（ａ）に示すポーラパターンのように、メインサウンドビームＭＢの方向以外に出力の強度が大きい方向は存在しない。一方、スピーカアレイ装置１ＲＷの場合には、スピーカユニット間の幅が長く、図７（ｂ）に示すポーラパターンのように、メインビームＭＢの方向の出力の強度に近い強度となる方向が存在する。そのため、スピーカアレイ装置１ＲＷは、メインサウンドビームＭＢを出力しようとすると、その方向にもサブサウンドビームＳＢを出力してしまう。

このサブサウンドビームＳＢの方向が、聴取者２０００の方向に向いてしまうと、聴取者は、壁面方向から聴取すべき音をスピーカアレイ装置１ＲＷの方向からも聴取してしまう。この音は、壁面方向からの音よりも先行して聴取者に到達するため、壁面方向への定位感が失われ、サラウンド感が低下してしまっていた。また、サブサウンドビームＳＢの周波数分布は、スピーカユニット間の幅によって決まる特定の周波数以上の帯域となるが、この周波数が可聴域でも人の聴感感度が良い周波数領域にかかると定位感だけでなく、音質を劣化させる要因にもなっていた。

このように、スピーカアレイ装置を用いてサラウンド感を出すためには、スピーカユニット間の幅を短くして、多数のスピーカユニットを必要とするため、非常にコストがかかっていた。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、スピーカユニット間の幅を広くして、使用するスピーカユニットの数を少なくしたスピーカアレイ装置を用いても、音質の劣化を抑えつつ、音像の定位感を損なわないようにして、サラウンド感を出すことを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、複数のスピーカユニットが並んで配置された第１スピーカユニット群を有し、供給されるオーディオ信号を、特定の方向に指向する音として当該第１スピーカユニット群から出力する第１出力手段と、前記第１スピーカユニット群の正面方向とは異なる方向が正面方向となるように配置された第２スピーカユニットを有し、供給されるオーディオ信号を音として当該第２スピーカユニットから出力する第２出力手段と、入力されるオーディオ信号を、第１の周波数より高い周波数帯域を減衰させた低周波数帯域のオーディオ信号と、第２の周波数より低い周波数帯域を減衰させた高周波数帯域のオーディオ信号とに分離して、当該低周波数帯域のオーディオ信号を前記第１出力手段に供給し、当該高周波数帯域のオーディオ信号を前記第２出力手段に供給する供給手段とを具備す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、前記供給手段は、前記第２出力手段に出力する高周波数帯域のオーディオ信号に、前記低周波数帯域のオーディオ信号を、予め決められた割合で混合す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出力手段から出力される音の出力レベルと前記第２出力手段から出力される音の出力レベルとの関係は、前記第１出力手段から出力される音が指向する方向と前記第２スピーカユニットの正面方向との関係に応じて変化することを特徴とする。

また、別の好ましい態様において、前記供給手段は、前記第１出力手段から出力される音が指向する方向と当該音を到達させる位置との関係に応じて、前記第１の周波数を決定す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出力手段によって出力される音が指向する前記特定の方向を設定する設定手段と、前記第２スピーカユニットの正面方向を、前記設定手段によって設定された特定の方向に対応した方向に移動させる移動手段をさらに具備することを特徴とする。

本発明によれば、スピーカユニット間の幅を広くして、使用するスピーカユニットの数を少なくしたスピーカアレイ装置を用いても、音質の劣化を抑えつつ、音像の定位感を損なわないようにして、サラウンド感を出すことができる。

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およびスピーカユニットの配置態様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ハイパスフィルタ部、ローパスフィルタ部の周波数特性を説明する図である。 本発明の実施形態におけるスピーカ装置から出力される音の聴取者への経路を説明する図である。 本発明の変形例３におけるスピーカ装置の構成を説明する図である。 従来例における聴取者に与えるグレーティングローブの影響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。これらの各要素は、バスを介して接続されている。また、音響処理部１０には、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒおよび複数のスピーカユニットを有するスピーカアレイ部２０が接続されている。スピーカ装置１は、スピーカアレイ部２０から指向した音を出力するとともに、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒから音を出力する。スピーカアレイ部２０から出力される音のうち、指向した音をサウンドビームという。
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の設定などを行う設定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、サウンドビーム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から出力されたサウンドビームが、部屋１０００の壁面に反射して聴取者２０００の位置する受音点に到達するまでの時間（左壁面反射の場合を到達時間Ｌ、右壁面反射の場合を到達時間Ｒという）、および受音点に到達させるためのサウンドビームの出力方向（左壁面反射の場合を出力方向Ｌ、右壁面反射の場合を出力方向Ｒという）、スピーカ装置１から直接サウンドビームが受音点に到達するまでの時間（到達時間Ｃ）、およびそのときのサウンドビームの出力方向（出力方向Ｃ）についての測定情報についても記憶部４に記憶されている。
この測定情報は、部屋１０００に設置されたスピーカ装置１からサウンドビームを出力させ、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信号Ｓｉｎを取得するための入力端子などである。
続いて、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒおよび複数のスピーカユニットを有するスピーカアレイ部２０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の外観およびスピーカユニットの配置態様を説明する図である。図２（ａ）は、スピーカ装置１の外観を示し、図２（ｂ）は、装置上方から見た場合におけるスピーカ装置１が有するスピーカユニットの配置を示す図である。この例においては、スピーカ装置１は、装置上方から見た場合には概ね台形であり、上底方向が装置正面方向になっている。
図２（ａ）に示すように、スピーカ装置１は、装置正面方向に、スピーカアレイ部２０（第１スピーカユニット群）を構成する複数のスピーカユニット（この例においては、８台のスピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８）を有している。また、スピーカ装置１は、装置正面方向から見た場合のスピーカユニット２−１の左側の側面にスピーカユニット２−Ｌ（第２スピーカユニット）を有し、スピーカユニット２−８の右側の側面にスピーカユニット２−Ｒ（第２スピーカユニット）を有している。なお、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒは、それぞれ単数でなく複数であってもよい。

図２（ｂ）に示すように、スピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８は、その正面方向（例えば、音軸方向）が方向ＤＡを向いて、一方向（スピーカ装置１を設置したときの水平方向）に沿って並んで配置されスピーカアレイ部２０を構成している。スピーカアレイ部２０は、スピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８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サウンドビームを出力することができる。

また、スピーカユニット２−Ｌは、その正面方向が方向ＤＬを向いて配置されている。方向ＤＡと方向ＤＬとがなす角は、角度αＬであり、この例においては、６０°であるものとする。スピーカユニット２−Ｒは、その正面方向が方向ＤＲを向いて配置されている。方向ＤＡと方向ＤＲとがなす角は、角度αＲであり、この例においては、６０°であるものとする。角度αＬ、αＲともに、０°よりおおきく９０°以下であることが望ましい。
これらのスピーカユニットは、全て同一の種類のスピーカユニットであってもよいし、異なる種類のスピーカユニットであってもよい。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、供給部１２、ディレイ部（Ｄｅｌａｙ）１３、レベル調整部１８−Ｌ、１８−Ｒ、第１出力部１００、および第２出力部２００−Ｌ、２００−Ｒを有する。
音響処理部１０は、インターフェイス６から入力されたオーディオ信号Ｓｉｎを取得する。この例においては、音響処理部１０は、取得したオーディオ信号Ｓｉｎを、チャンネルＣ、Ｌ、Ｒの３ｃｈのオーディオ信号として取り扱う。なお、取得したオーディオ信号Ｓｉｎが、３ｃｈより多いチャンネル、例えば５．１ｃｈなどである場合には、ダウンミックスを行ってもよいし、図３に示す構成に加えて、チャンネルＳＬ、ＳＲ用にチャンネルＬ、Ｒと同様な処理経路を新たに設け、５ｃｈ別々に処理をしてもよい。また、取得したオーディオ信号Ｓｉｎが、２ｃｈである場合には、チャンネルＣは用いなくてもよいし、マトリックスデコードなどによりチャンネルを拡張した上で音響処理部１０に入力してもよい。

イコライザ部１１は、イコライザ部１１−Ｃ、１１−Ｌ、１１−Ｒを有する。イコライザ部１１−Ｃ、１１−Ｌ、１１−Ｒは、それぞれチャンネルＣ、Ｌ、Ｒのオーディオ信号を取得し、制御部３によって設定された周波数特性を付与して出力する。以下、イコライザ部１１−Ｃから出力されるオーディオ信号を、オーディオ信号Ｃという。
供給部１２は、それぞれにカットオフ周波数Ｆｃが予め設定されたハイパスフィルタ部（ＨＰＦ）１２−ＬＨ、１２−ＲＨ、ローパスフィルタ部（ＬＰＦ）１２−ＬＬ、１２−ＲＬを有し、入力されたオーディオ信号を高周波数帯域のオーディオ信号と低周波数帯域のオーディオ信号とに分離する。

ハイパスフィルタ部１２−ＬＨは、イコライザ部１１−Ｌから出力されたオーディオ信号を取得し、制御部３によって設定されたカットオフ周波数Ｆｃ（第２の周波数）以下の周波数帯域の成分を減衰させた高周波数帯域のオーディオ信号を出力し、第２出力部２００−Ｌに接続される信号ラインに供給する。ハイパスフィルタ部１２−ＲＨは、イコライザ部１１−Ｒから出力されたオーディオ信号を取得し、制御部３によって設定されたカットオフ周波数Ｆｃ以下の周波数帯域の成分を減衰させた高周波数帯域のオーディオ信号を出力し、第２出力部２００−Ｒに接続される信号ラインに供給する。以下、ハイパスフィルタ部１２−ＬＨ、１２−ＲＨから出力されるオーディオ信号を、それぞれオーディオ信号ＬＨ、ＲＨという。

ローパスフィルタ部１２−ＬＬは、イコライザ部１１−Ｌから出力されたオーディオ信号を取得し、制御部３によって設定されたカットオフ周波数Ｆｃ（第１の周波数）以上の周波数帯域の成分を減衰させた低周波数帯域のオーディオ信号を出力し、第１出力部１００の指向性制御部（ＤｉｒＣ）１４−ＬＬに接続される信号ラインに供給する。ローパスフィルタ部１２−ＲＬは、イコライザ部１１−Ｒから出力されたオーディオ信号を取得し、制御部３によって設定されたカットオフ周波数Ｆｃ以上の周波数帯域の成分を減衰させた低周波数帯域のオーディオ信号を出力し、それぞれ第１出力部１００の指向性制御部１４−ＲＬに接続される信号ラインに供給する。以下、ローパスフィルタ部１２−ＬＬ、１２−ＲＬから出力されるオーディオ信号を、それぞれオーディオ信号ＬＬ、ＲＬという。

また、供給部１２は、イコライザ部１１−Ｃから出力されたオーディオ信号Ｃについては、上記フィルタを介さずに出力し、第１出力部１００の指向性制御部１４−Ｃに接続される信号ラインに供給する。

図４は、本発明の実施形態におけるハイパスフィルタ部１２−ＬＨ、１２−ＲＨ、ローパスフィルタ部１２−ＬＬ、１２−ＲＬの周波数特性を説明する図である。カットオフ周波数Ｆｃは、グレーティングローブの影響が聴取者２０００に対して顕著に現れないよう決定される。すなわち、カットオフ周波数Ｆｃは、スピーカアレイ部２０におけるスピーカユニット間の幅に応じて決められ、この幅が長いほど低い周波数として決められている。この例において、カットオフ周波数Ｆｃ（第１の周波数、第２の周波数）は、全てのフィルタにおいて同じ値として設定されているが、必ずしも同じ値を使用しなくてもよい。例えば、第１の周波数、第２の周波数は同じ値でなくてもよく、第１の周波数が第２の周波数より大きくても小さくてもよい。ここで、上述したスピーカアレイ部２０におけるスピーカユニット間の幅が長いほど低い周波数として決められるのは、ローパスフィルタ部１２−ＬＬ、１２−ＲＬに設定されるカットオフ周波数Ｆｃ（第１の周波数）であり、ハイパスフィルタ部１２−ＬＨ、１２−ＲＨに設定されるカットオフ周波数Ｆｃ（第２の周波数）は必ずしもこの幅に応じて決められていなくてもよい。このように、ローパスフィルタ部１２−ＬＬ、１２−ＲＬには第１の周波数に対応するカットオフ周波数Ｆｃｌ、ハイパスフィルタ部１２−ＬＨ、１２−ＲＨには第２の周波数に対応するカットオフ周波数Ｆｃｈが、それぞれ制御部３によって別個独立に設定されるようにしてもよい。
ハイパスフィルタ部１２−ＬＨ、１２−ＲＨ、ローパスフィルタ部１２−ＬＬ、１２−ＲＬに、図４に示すような周波数特性が設定されることにより、高周波数帯域のオーディオ信号ＬＨ、ＲＨ、および低周波数帯域のオーディオ信号ＬＬ、ＲＬが供給部１２から出力される。

図３に戻って説明を続ける。ディレイ部１３は、ディレイ部１３−Ｃ、１３−ＬＨ、１３−ＲＨ、１３−ＬＬ、１３−ＲＬを有する。ディレイ部１３−Ｃは、第１出力部１００の指向性制御部１４−Ｃに接続される信号ラインに設けられ、制御部３によって遅延時間が設定される。ディレイ部１３−Ｃは、この信号ラインに供給されるオーディオ信号Ｃを、設定された遅延時間で遅延させる。この遅延時間は、記憶部４に記憶された測定時間が示す到達時間Ｒ、Ｌのうち長い方と、到達時間Ｃとの差分が設定される。

ディレイ部１３−ＬＨ、１３−ＲＨ、１３−ＬＬ、１３−ＲＬは、それぞれ、第２出力部２００−Ｌ、２００−Ｒ、第１出力部１００の指向性制御部１４−ＬＬ、１４−ＲＬに接続される信号ラインに設けられ、制御部３によって遅延時間が設定される。ディレイ部１３−ＬＬ、１３−ＬＨに設定される遅延時間は、記憶部４に記憶された測定時間が示す到達時間Ｒ、Ｌのうち長い方と、到達時間Ｌとの差分が設定される。そのため、到達時間Ｒより到達時間Ｌが長い場合には、「０」が設定される。ディレイ部１３−ＲＬ、１３−ＲＨに設定される遅延時間は、記憶部４に記憶された測定時間が示す到達時間Ｒ、Ｌのうち長い方と、到達時間Ｒとの差分が設定される。そのため、到達時間Ｌより到達時間Ｒが長い場合には、「０」が設定される。

レベル調整部１８−Ｌ、１８−Ｒは、それぞれ、第２出力部２００−Ｌ、２００−Ｒに接続される信号ラインに設けられ、制御部３によって設定された増幅率でオーディオ信号ＬＨ、ＲＨを増幅する。後述するように、オーディオ信号ＬＨ、ＲＨを示す音は、それぞれ、一のスピーカユニットから出力されることになるが、オーディオ信号ＬＬ、ＲＬを示す音は、複数のスピーカユニットから出力されるため、出力レベルに差が生じる。そのため、レベル調整部１８−Ｌ、１８−Ｒにおいて、オーディオ信号ＬＨ、ＲＨの出力レベルが、オーディオ信号ＬＬ、ＲＬに対して大きくなるように調整する。レベル調整部１８−Ｌ、１８−Ｒに設定される増幅率は、この出力レベルの差を補償するように設定される。すなわち、増幅率は、スピーカアレイ部２０を構成するスピーカユニットの数に応じて決められる。

第１出力部１００は、指向性制御部１４−Ｃ、１４−ＬＬ、１４−ＲＬを有する。また、第１出力部１００は、スピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８と、これらに接続される信号ライン上に、加算部１５−１、１５−２、・・・、１５−８、デジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）１６−１、１６−２、・・・、１６−８、アンプ部１７−１、１７−２、・・・、１７−８を有する。

第２出力部２００−Ｌ、２００−Ｒは、それぞれ、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒと、これらに接続される信号ライン上に、加算部１５−Ｌ、１５−Ｒ、デジタルアナログ変換部（Ｄ／Ａ）１６−Ｌ、１６−Ｒ、アンプ部１７−Ｌ、１７−Ｒを有する。
加算部１５−１、１５−２、・・・、１５−８、１５−Ｌ、１５−Ｒは、供給されるオーディオ信号を加算する。デジタルアナログ変化部１６−１、１６−２、・・・、１６−８、１６−Ｌ、１６−Ｒは、入力されるデジタル信号のオーディオ信号をアナログ信号のオーディオ信号に変換する。アンプ部１７−１、１７−２、・・・、１７−８、１７−Ｌ、１７−Ｒは、入力されるオーディオ信号を、操作部５によって指定された音量レベルに応じた増幅率で増幅する。

指向性制御部１４−Ｃは、オーディオ信号Ｃをスピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８に接続される信号ラインに供給する。このとき、指向性制御部１４−Ｃは、それぞれの信号ラインに供給されるオーディオ信号Ｃに対して、測定情報が示す出力方向Ｃに応じて制御部３により設定されたパラメータに対応した遅延、レベル調整などを行って出力する。このようにオーディオ信号Ｃが処理されると、スピーカアレイ部２０から出力されるオーディオ信号Ｃを示す音は、出力方向Ｃに指向した音として出力される。このとき、出力部２００−Ｌ（スピーカユニット２−Ｌ）、２００−Ｒ（スピーカユニット２−Ｒ）に接続される信号ラインにも出力して、スピーカユニット全体として出力方向Ｃに指向した音として出力されるようにしてもよい。この場合、センターチャンネル（チャンネルＣ）のスイートスポットがスピーカアレイ部２０のみを使用した場合より広範囲になるため、台詞の聴き取り易さを改善することができる。

指向性制御部１４−ＬＬは、オーディオ信号ＬＬをスピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８、およびスピーカユニット２−Ｌに接続される信号ラインに供給する。このとき、指向性制御部１４−ＬＬは、それぞれの信号ラインに供給されるオーディオ信号ＬＬに対して、測定情報が示す出力方向Ｌに応じて制御部３により設定されたパラメータに対応した遅延、レベル調整などを行って出力する。このようにオーディオ信号ＬＬが処理されると、スピーカアレイ部２０から出力されるオーディオ信号ＬＬを示す音は、出力方向Ｌに指向した音として出力される。なお、指向性制御部１４−ＬＬは、オーディオ信号ＬＬを、スピーカユニット２−Ｌに接続される信号ラインに供給しなくてもよいし、スピーカユニット２−Ｒに接続される信号ラインにも供給するようにしてもよい。

指向性制御部１４−ＲＬは、オーディオ信号ＲＬをスピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８、およびスピーカユニット２−Ｒに接続される信号ラインに供給する。このとき、指向性制御部１４−ＲＬは、それぞれの信号ラインに供給されるオーディオ信号ＲＬに対して、測定情報が示す出力方向Ｒに応じて制御部３により設定されたパラメータに対応した遅延、レベル調整などを行って出力する。このようにオーディオ信号ＲＬが処理されると、スピーカアレイ部２０から出力されるオーディオ信号ＲＬを示す音は、出力方向Ｒに指向した音として出力される。なお、指向性制御部１４−ＲＬは、オーディオ信号ＲＬを、スピーカユニット２−Ｒに接続される信号ラインに供給しなくてもよいし、スピーカユニット２−Ｌに接続される信号ラインにも供給するようにしてもよい。
以上が、音響処理部１０の構成についての説明である。

[サウンドビームの経路]
図５は、本発明の実施形態におけるスピーカ装置１から出力される音の聴取者２０００への経路を説明する図である。図５に示すように、聴取者２０００（受音点）は、部屋１０００に設置されたスピーカ装置１の正面方向であるものとする。この状態で、スピーカ装置１は、測定情報を決定するための測定を行って、記憶部４に測定情報を記憶する。この場合、測定情報が示す出力方向Ｃは、スピーカユニット２−１、２−２、・・・、２−８の正面方向である方向ＤＡとなる。また測定情報が示す出力方向Ｌ、Ｒは、それぞれ、方向ＤＡに対して角度βＬ、βＲの方向となる。

スピーカ装置１は、オーディオ信号Ｓｉｎが入力されると、出力方向Ｃにオーディオ信号Ｃを示すサウンドビームＣを出力し、この方向に対して角度βＬ、βＲの方向にそれぞれオーディオ信号ＬＬ、ＲＬを示すサウンドビームＬＬ、ＲＬを出力し、聴取者２０００に到達させる。このとき、ディレイ部１３において遅延処理が施されているため、サウンドビームＬＬ、サウンドビームＲＬ、サウンドビームＣの経路長が異なっていても、同じタイミングに聴取すべき音は概ね同じタイミングに聴取者２０００に到達する。
また、サウンドビームＬＬ、サウンドビームＲＬは、スピーカアレイ部２０におけるスピーカユニット間の幅に応じて決められたカットオフ周波数Ｆｃ以上の高周波数帯域の成分が減衰されている。したがって、コストを低減するためにスピーカユニットの数を減らしてスピーカユニット間の幅が広くなってしまっても、グレーティングローブが発生しにくいため、オーディオ信号Ｌ、Ｒの成分がスピーカ装置１から直接到達してしまうことを抑制するため、音像の定位感を保つことができる。

スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒからは、それぞれ、オーディオ信号ＬＨ、ＲＨを示す音ＬＨ、ＲＨが出力される。この音ＬＨ、ＲＨは、スピーカアレイ部２０によるサウンドビームほどには指向性は強くはないが、それぞれ、概ねスピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒの正面方向ＤＬ、ＤＲに向けて出力される。この方向ＤＬ、ＤＲは、方向ＤＡに対して６０°（αＬ、αＲ）回転した方向であるため、音ＬＨ、ＲＨは壁面を反射して聴取者２０００に到達する。ディレイ部１３において遅延処理が施されているため、音ＬＨとサウンドビームＬＬとは概ね同時刻に聴取者２０００に到達し、音ＲＨとサウンドビームＲＬとは概ね同時刻に聴取者２０００に到達する。これにより、聴取者２０００は、サウンドビームＬＬ、ＲＬにおいて減衰された高周波数帯域の成分を音ＬＨ、ＲＨとして聴取することができ、音質の劣化を抑えつつ、音像の定位感を損なわないようにしてサラウンド感を出すことができる。
ここで、スピーカ装置１の設置位置、聴取者２０００の位置、部屋１０００の形状など、条件によっては、αＬとβＬとは必ずしも一致しない場合がある。この場合であっても、音ＬＨは、指向性がそれほど強くなく一定の範囲に広がって伝達されるため、聴取者２０００にも伝達される。音ＲＨについても同様である。

＜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、制御部３は、音ＬＨとサウンドビームＬＬとが方向ＤＡに対して異なる角度で出力される場合、すなわち、スピーカ２−Ｌの正面方向とサウンドビームＬＬが出力される方向とが異なる場合には、その異なる程度に応じて音ＬＨの出力レベルとサウンドビームＬＬの出力レベルとの関係を変化させるように音響処理部１０を制御してもよい。

スピーカ２−Ｌの正面方向とサウンドビームＬＬが出力される方向とが異なるほど、聴取者２０００の位置は、音ＬＨの到達する範囲の中心から離れることになるから、聴取者２０００が聴取できる音量も小さくなる。したがって、その分を補償するように音ＬＨの出力レベルを大きくするようにすればよい。この場合には、制御部３は、例えば、アンプ部１７−Ｌの増幅率が大きくなるように制御すればよいが、これに限らず、音ＬＨが大きく出力されるのであれば、どの構成を制御してもよい。このとき、制御部３は、音ＬＨを大きくする代わりに、または音ＬＨを大きくするとともに、サウンドビームＬＬの出力レベルを低くしてもよい。なお、レベル調整部１８−Ｌに設定される増幅率を制御してもよい。
変形例１の構成は、音ＬＨとサウンドビームＬＬとの関係同様、音ＲＨとサウンドビームＲＬとの関係にも適用される。

なお、スピーカ２−Ｌの正面方向とサウンドビームＬＬが出力される方向とが大きく異なり、音ＬＨの到達する範囲外に聴取者２０００が位置した場合には、図３に示す構成においてローパスフィルタ部１２−ＬＬをオーディオ信号が通過しないようにバイパスさせ全帯域をサウンドビームとして出力させた上、スピーカ２−Ｌからの音ＬＨの出力が停止されるようにしてもよい。

[変形例２]
上述した実施形態において、制御部３は、サウンドビームＬＬが出力される方向と、サウンドビームＣが出力される方向すなわち聴取者２０００が位置する方向との関係に応じて、供給部１２の各フィルタに設定されるカットオフ周波数Ｆｃの値を決定するようにしてもよい。具体的には、制御部３は、サウンドビームＬＬが出力される方向と聴取者２０００が位置する方向との角度が大きくなるほど、聴取者２０００にグレーティングローブにより生じるサウンドビームが到達しやすくなるため、このグレーティングローブを抑えるために、カットオフ周波数Ｆｃの値が低くなるように決定すればよい。また逆にサウンドビームＬＬが出力される方向と聴取者２０００が位置する方向との角度が小さくなるほど、定位に影響がある帯域のグレーティングローブが聴取者に直接到達しにくくなるため、サウンドビームによる高指向性を最大限に利用できるように、カットオフ周波数Ｆｃの値が高くなるように決定すればよい。ここでのカットオフ周波数Ｆｃとは、ローパスフィルタ部１２−ＬＬ、１２−ＲＬに設定されるカットオフ周波数Ｆｃ（第１の周波数）であり、ハイパスフィルタ部１２−ＬＨ、１２−ＲＨに設定されるカットオフ周波数Ｆｃ（第２の周波数）は必ずしも、サウンドビームＬＬが出力される方向と、サウンドビームＣが出力される方向との関係に応じて決められていなくてもよい。
変形例２の構成は、サウンドビームＲＬにも同様に適用される。したがって、供給部１２の各フィルタに設定されるカットオフ周波数Ｆｃが全て同じにならない場合もある。例えば、ハイパスフィルタ１２−ＬＨに設定されるカットオフ周波数Ｆｃがハイパスフィルタ１２−ＲＨに設定されるカットオフ周波数Ｆｃと異なっていてもよい。

[変形例３]
上述した実施形態において、スピーカユニット２−Ｌの正面方向ＤＬを回転移動させ、角度αＬを変化させることができるスピーカ装置１Ａとしてもよい。この場合には、スピーカ装置１Ａは、図６に示す構成にすればよい。

図６は、本発明の変形例３におけるスピーカ装置１Ａの構成を説明する図である。図６に示すように、スピーカユニット２−Ｌには移動部２５が接続されている。移動部２５は、制御部３の制御により、スピーカユニット２−Ｌの正面方向ＤＬを回転移動させる。制御部３は、サウンドビームＬＬが出力される方向に対応して移動部２５を制御し、スピーカユニット２−Ｌの正面方向を、サウンドビームＬＬが出力される方向ＤＬ２に移動させる。すなわち、制御部３は、方向ＤＬ２と方向ＤＡとのなす角が角度βＬとなるように、移動部２５を制御する。
このようにすれば、スピーカ装置１Ａは、サウンドビームＬＬの出力方向と音ＬＨの出力方向とを一致させることもできる。
変形例３の構成は、スピーカユニット２−Ｒにも同様に適用される。

[変形例４]
上述した実施形態においては、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒは、スピーカアレイ部２０の両側に配置されていたが、この位置以外に配置されていてもよい。スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒは、例えば、スピーカアレイ部２０の上部や下部に配置されていてもよい。そして、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒの正面方向は、スピーカアレイ部２０を構成するスピーカユニットの正面方向とは異なる方向になっていればよい。さらに、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒの正面方向は、スピーカアレイ部２０から出力されるサウンドビームの出力方向の制御可能範囲に含まれる方向であることが望ましい。
また、スピーカユニット２−Ｌ、２−Ｒは、いずれか一方が存在しなくてもよい。

[変形例５]
上述した実施形態においては、スピーカアレイ部２０を構成する複数のスピーカユニットは、１列に並んでいたが、２列以上に並んでいてもよい。

[変形例６]
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。

１，１ＲＮ，１ＲＷ…スピーカ装置、２−１，２−２，・・・，２−８，２−Ｌ，２−Ｒ…スピーカユニット、２０…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、１１，１１−Ｃ，１１−Ｌ，１１−Ｒ…イコライザ部、１２…供給部、１２−Ｃ，１２−ＬＨ，１２−ＲＨ…ハイパスフィルタ、１２−ＬＬ，１２−ＲＬ…ローパスフィルタ、１３，１３−Ｃ，１３−ＬＨ，１３−ＬＬ，１３−ＲＨ，１３−ＲＬ…ディレイ部、１４−Ｃ，１４−ＬＬ，１４−ＲＬ…指向性制御部、１５−１，１５−２，・・・１５−８，１５−Ｌ，１５−Ｒ…加算部、１６−１，１６−２，・・・１６−８，１６−Ｌ，１６−Ｒ…デジタルアナログ変化部、１７−１，１７−２，・・・１７−８，１７−Ｌ，１７−Ｒ…アンプ部、１８−Ｌ，１８−Ｒ…レベル調整部、２５…移動部、１００…第１出力部、２００…第２出力部、１０００…部屋、２０００…聴取者

Claims (5)

1. 複数のスピーカユニットが並んで配置された第１スピーカユニット群を有し、供給されるオーディオ信号を、特定の方向に指向する音として当該第１スピーカユニット群から出力する第１出力手段と、
   前記第１スピーカユニット群の正面方向とは異なる方向が正面方向となるように配置された第２スピーカユニットを有し、供給されるオーディオ信号を音として当該第２スピーカユニットから出力する第２出力手段と、
   入力されるオーディオ信号を、第１の周波数より高い周波数帯域を減衰させた低周波数帯域のオーディオ信号と、第２の周波数より低い周波数帯域を減衰させた高周波数帯域のオーディオ信号とに分離して、当該低周波数帯域のオーディオ信号を前記第１出力手段に供給し、当該高周波数帯域のオーディオ信号を前記第２出力手段に供給する供給手段と
   を具備することを特徴とするスピーカ装置。
2. 前記供給手段は、前記第２出力手段に出力する高周波数帯域のオーディオ信号に、前記低周波数帯域のオーディオ信号を、予め決められた割合で混合する
   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出力手段から出力される音の出力レベルと前記第２出力手段から出力される音の出力レベルとの関係は、前記第１出力手段から出力される音が指向する方向と前記第２スピーカユニットの正面方向との関係に応じて変化する
   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. 前記供給手段は、前記第１出力手段から出力される音が指向する方向と当該音を到達させる位置との関係に応じて、前記第１の周波数を決定する
   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出力手段によって出力される音が指向する前記特定の方向を設定する設定手段と、
   前記第２スピーカユニットの正面方向を、前記設定手段によって設定された特定の方向に対応した方向に移動させる移動手段をさらに具備する
   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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