JP6958763B1 - 音響システム - Google Patents
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Abstract
Description
まず、スピーカから放音される音の指向性について説明する。次に、本願発明のスピーカユニットペアから放音される音の指向性について説明する。最後に、本願発明のスピーカユニットペアの効果を確認する実験の結果について説明する。
通常、スピーカは、スピーカユニットとスピーカボックスで構成される。スピーカユニットとは、電気信号である音響信号を空気の振動に変換する(つまり、音波を生成する)振動板を含む構成部である。また、スピーカボックスとは、スピーカユニットを収納する構成部である。
ここでは、まず、裸のスピーカであるスピーカユニットから放音される音の指向性について説明する。図2は、スピーカユニットから放音される音の指向性を説明するための図である。スピーカユニットのみの場合、スピーカの場合と異なり、スピーカボックスの中に隠れているスピーカユニットの背面から負の音波が放射される。そのため、図2に示すように、スピーカユニットから放音される音は、双指向性という特性を有する。
ここでは、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの周波数特性を測定する実験の結果について説明する。実験では、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアとして、直径が4.5cmの振動板を有するスピーカ(図5参照)、当該スピーカからスピーカボックスを外しスピーカユニットのみとしたもの(図6参照)、当該スピーカユニットを2つ並べたもの(図7参照)を用いた。また、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの近傍の周波数特性を測定するために、以下の4つの条件でマイクを設置した。
(条件2)スピーカユニットの正面から5cmの位置
(条件3)スピーカユニットの正面から2cmの位置
(条件4)スピーカユニットペアの正面から2cmの位置
また、いずれの条件についても、比較のために、スピーカ、スピーカユニット、スピーカユニットペアの正面、背面、側面からそれぞれ100cmの位置にもマイクを設置した(図8参照)。
再生対象物に基づいて得られる音響信号を再生するシステムを音響システムという。音響システムは、音響信号を音(以下、この音のことを音響信号に基づく音という)として放音するためにスピーカシステムを含む。ここで、スピーカシステムは、アナログ信号である音響信号を音に変換する装置である。また、再生対象物とは、例えば、CD、DVD、レコードに記録されたデータや、インターネットにより受信されたデータや、ラジオ放送、テレビ放送により受信された信号のように、所定の処理により音響信号を得ることができるデータや信号のことである。
第1実施形態の音響システム100は、放音された音が聴こえる範囲、いわゆるスイートスポットが狭い。ここでは、スイートスポットを大きくする構造を有する音響システムについて説明する。
高域の音は波長が短いため、背面から回り込む音と正面からの音の位相がそろいにくい。そのため、高域の音は、低域の音に比べてスピーカユニットの近傍でも近傍以外の比較的離れた場所でも消去されにくいという特徴がある。第1実施形態の音響システム100を構成するスピーカユニットペア122の正のスピーカユニット1221と負のスピーカユニット1221は、いずれもスピーカボックスに収納されていないため、上記特徴により、高域の音が聴こえる範囲が広く、音漏れとなることもある。そこで、ここでは、高域の音がスピーカシステムの近傍以外に漏れにくい構造を有する音響システムについて説明する。
ツイータは、高域の信号を再生するためのスピーカユニットである。そこで、帯域分割処理により、高域の信号のみツイータに入力するようにしてもよい。そこで、ここでは、帯域分割処理を行う音響システムについて説明する。
第4実施形態の音響システム200では、正のスピーカユニット1221、負のスピーカユニット1221に、ツイータ1223が付属するスピーカユニットを用いた。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを2つ含むスピーカユニットペアを用いる代わりに、2つのスピーカユニットと1つのツイータを含むスピーカユニットペアを用いる音響システムについて説明する。
第3実施形態の音響システム104は、ツイータ1223が付属するスピーカユニット1221を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、ツイータが付属するスピーカユニットを用いる代わりに、吸音特性がある部材を用いた、高域の音が漏れにくい音響システムについて説明する。
第6実施形態の音響システム106は、部材1224が取り付けられたスピーカユニット1221を用いることで、高域の音が漏れにくいシステムとなった。ここでは、吸音材が取り付けられたスピーカユニットペアを用いる代わりに、スピーカユニットペアのスピーカユニットの各々を穴のあいたスピーカボックスに収納することで、高域の音がもれにくい音響システムについて説明する。
上述の本発明の実施形態の記載は、例証と記載の目的で提示されたものである。網羅的であるという意思はなく、開示された厳密な形式に発明を限定する意思もない。変形やバリエーションは上述の教示から可能である。実施形態は、本発明の原理の最も良い例証を提供するために、そして、この分野の当業者が、熟考された実際の使用に適するように本発明を色々な実施形態で、また、色々な変形を付加して利用できるようにするために、選ばれて表現されたものである。すべてのそのような変形やバリエーションは、公正に合法的に公平に与えられる幅にしたがって解釈された添付の請求項によって定められた本発明のスコープ内である。
Claims (13)
- Nを1以上の整数とし、
再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、
ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、正のスピーカユニットという)と第2n音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、負のスピーカユニットという)とを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムと
を含む音響システムであって、
第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置される
音響システム。 - 請求項1に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となり、
第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向に放音された音と第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音は、互いに逆位相の関係となる
ことを特徴とする音響システム。 - 請求項1に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペアには、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音がユーザ方向に回り込んでくる音の経路が長くなるようにするための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。 - 請求項1に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニット、負のスピーカユニットは、いずれもツイータが付属するスピーカユニットであり、
第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットに付属するツイータは、第2n-1音響信号に基づく音を放音し、第nスピーカユニットペアの負のスピーカユニットに付属するツイータは、第2n音響信号に基づく音を放音する
ことを特徴とする音響システム。 - 請求項1に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペアには、第nスピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音された音を吸収するための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。 - Nを1以上の整数とし、
再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、
第2n-1音響信号から高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号から高域の信号である第2n高域信号と低域の信号である第2n低域信号を生成する第n帯域分割部(n=1, …, N)を含む帯域分割装置と、
ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、正のスピーカユニットという)と、第2n-1高域信号に基づく音を放音する前記正のスピーカユニットに付属するツイータと、第2n低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、負のスピーカユニットという)と、第2n高域信号に基づく音を放音する前記負のスピーカユニットに付属するツイータとを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムと
を含む音響システムであって、
第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置される
音響システム。 - Nを1以上の整数とし、
再生対象物に基づいて得られる音響信号である第2n-1音響信号と、第2n-1音響信号と逆位相の音響信号である第2n音響信号とを出力する第n再生部(n=1, …, N)を含む再生装置と、
第2n-1音響信号から高域の信号である第2n-1高域信号と低域の信号である第2n-1低域信号を生成し、第2n音響信号から低域の信号である第2n低域信号を生成する第n帯域分割部(n=1, …, N)を含む帯域分割装置と、
ユーザの頭部に近い箇所に設置される、第2n-1低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、正のスピーカユニットという)と、第2n-1高域信号に基づく音を放音する、スピーカボックスに収納されたツイータと、第2n低域信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、負のスピーカユニットという)とを含む第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)を含むスピーカシステムと
を含む音響システムであって、
第nスピーカユニットペアがユーザと対向する方向を第nユーザ方向(n=1, …, N)とし、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニットから第nユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより第nユーザ方向に伝わるように配置される
音響システム。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の音響システムであって、
第nスピーカユニットペア(n=1, …, N)の正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから放音される音と当該負のスピーカユニットから放音される音が前記ユーザ以外のユーザには聴きとれないように互いに消去される位置関係で配置される
ことを特徴とする音響システム。 - 所定の音源の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、正のスピーカユニットという)と前記音響信号と逆位相の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、負のスピーカユニットという)とを含むスピーカユニットペアを少なくとも1つ含むスピーカシステム
を含む音響システムであって、
前記スピーカユニットペアがユーザと対向する方向をユーザ方向とし、
前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから前記ユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニットから前記ユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより前記ユーザ方向に伝わるように配置される
音響システム。 - 請求項9に記載の音響システムであって、
前記スピーカユニットペアは、ユーザの頭部に近い箇所に設置される
ことを特徴とする音響システム。 - 請求項9に記載の音響システムであって、
前記スピーカユニットペアには、前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットからユーザと対向する方向と逆方向に放音された音が前記ユーザと対向する方向に回り込んでくる音の経路が長くなるようにするための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。 - 請求項9に記載の音響システムであって、
前記スピーカユニットペアには、前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットからユーザと対向する方向と逆方向に放音された音を吸収するための部材が取り付けられている
ことを特徴とする音響システム。 - 所定の音源の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、正のスピーカユニットという)と前記音響信号と逆位相の音響信号に基づく音を放音するスピーカユニット(以下、負のスピーカユニットという)とを含むスピーカユニットペアを少なくとも1つ含むスピーカシステム
を含む音響システムであって、
前記スピーカユニットペアがユーザと対向する方向をユーザ方向とし、
前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットは、当該正のスピーカユニットから前記ユーザ方向と逆方向に放音される音と当該負のスピーカユニットから前記ユーザ方向と逆方向に放音される音が回り込みにより前記ユーザ方向に伝わるように配置され、
前記スピーカユニットペアの近傍でのみ前記スピーカユニットペアの正のスピーカユニットと負のスピーカユニットから放音された音を聴きとることが可能となる
音響システム。
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