ラウドスピーカー装置
本発明は、近接して配置され、音響上分離した第１および第２ラウドスピーカーエレメントを含むラウドスピーカー装置に関する。第１および第２エレメントは、それぞれ第１の信号および第２の信号を受けるように配置され、前記第１の信号の少なくとも一部は、前記第２の信号に対して逆位相にある。本発明の装置は、前記第１および第２ラウドスピーカーエレメントそれぞれに近接して位置する第３および第４ラウドスピーカーエレメントをさらに含む。前記第３のラウドスピーカーエレメントの中心は、前記第１ラウドスピーカーエレメントの中心と前記第３ラウドスピーカーエレメントの中心を通る第１の軸が水平面に対して０〜±３０°の角度φで傾斜するように位置し、前記第４ラウドスピーカーエレメントの中心は、前記第２ラウドスピーカーエレメントの中心と前記第４ラウドスピーカーエレメントの中心を通る第２の軸が水平面に対して０〜±３０°の角度φで傾斜するように位置する。前記第３および第４ラウドスピーカーそれぞれに送られる第１および第２信号は、ローパスフィルター処理され、このローパスフィルターのカットオフ周波数は、２．５ｋＨｚ以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオステレオ信号の再生のためのラウドスピーカーに関する。特に本発明は、請求項１の前提部に記載のラウドスピーカーに関する。また本発明は、請求項１９に記載のオーディオステレオ再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前はモノラル再生で再生されるものより、オーディオ再生されるサウンドが期待を下回らなければ、ほとんどのリスナーは、満足していた。しかしながら、近年、例えば録音スタジオまたはライブコンサートの録音したものを高い質のステレオサウンドに再生することへの要求が高まってきている。
【０００３】
従って、そのために種々のシステムが開発され、それぞれ程度の差があるにしても実際のステレオサウンドを再生することができる。
【０００４】
最も簡単に思いつくシステムは、リスナーの前方にある一定の距離をおいて左側および右側にスピーカーを配置した従来のステレオ再生システムである。現在の再生システムのほとんどは、この技術を基本にしている。しかしながら、個々のラウドスピーカーの傾向およびラウドスピーカーがリスナーに対してどのように位置するかによって従来の方法は、電気ステレオ信号を誤って変換してしまうことがよくあるので、リスナーの耳によって知覚される音波間の相対強度および時差の両方の点で、電気ステレオ信号の正確な再生を最もよく知覚できる位置は、ラウドスピーカーに対する位置において１箇所しかない。
【０００５】
リスナーを録音現場に移動したように仮想させる、即ち現場での異なる音源の実際の配置を感じさせるのに最も近いシステムは、バイノーラル法で録音し、バイノーラル法で再生（ヘッドホン）することである。しかしながら、多くのラウドスピーカーは、ＤＳＰによるクロストークキャンセレーションというものを採用している、例えば米国特許第３，２３６，９４９号および同第５，８６２，２２７号を参照されたい。このシステムの目的は、右のスピーカーから左の耳へおよびその逆に到達する信号を除去することである。これは、バイノーラルラウドスピーカーシステムを製造するためのものである。このようなシステムにはクロストークキャンセレーション信号自体の錯綜（ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）によって音声信号が劣化するという不都合がある。バイノーラル法による録音、再生以外の上述の２つのスピーカーの組み合わせなどの他の方法としては、完全に架空であり、録音現場で実際に経験するものとほとんど類似性を持つ必要のない仮想の音声イメージを創出することである。
【０００６】
従ってラウドスピーカーの設定および品質に関係なく、ステレオサウンドイメージを完全に再生するサウンド再生システムが必要とされている。この問題を解決する１つのシステムとして、本願出願人による特許出願ＷＯ０１／３９５４８号に記載されているものがあり、ここには入力オーディオ信号の処理および再生方法が開示されている。ここに記載されているシステムは、オーディオステレオ信号をシステムの質に関係なく、知覚されたステレオイメージに高い整合性をもった高度な忠実度でオーディオステレオ信号を再生することができる。
【０００７】
しかしながら、このようにラウドスピーカーが接近して位置するシステムには、ラウドスピーカーとリスナーとの間の距離が長くなると、リスナーの位置で知覚されるステレオ効果の忠実度の点でシステムの性能が劣化し、究極的には完全に消滅してしまう。従って、改良されたサウンド再生システムが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を解決するラウドスピーカー装置を提供することである。この目的は、請求項１の特徴部に記載されているラウドスピーカー装置によって達成される。
【０００９】
本発明によるラウドスピーカー装置は、互いに近接して配置された第１および第２ラウドスピーカーエレメントを含み、これら第１および第２のラウドスピーカーエレメントは、第１の伝播方向に音を発するように配置され、音響上互いに分離され、それぞれ第１および第２の信号を受け取るために配置され、第１の信号の少なくとも１部は、第２の信号に対して逆位相にあり、この装置は、さらに第１の方向に音を伝播するために配された第３および第４のラウドスピーカーシステムを含む。この第３のスピーカーは、第１のラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、第１の信号の少なくとも一部を受け取るように構成されている。第４のスピーカーは、第２のラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、第２の信号の少なくとも一部を受け取るように構成されている。第３のラウドスピーカーエレメントの中心は、第１のラウドスピーカーエレメントの中心と第３のラウドスピーカーエレメントの中心を通る第１の軸が水平面に対して角度φをもって傾斜するように位置している。第４のラウドスピーカーエレメントの中心は、第２のラウドスピーカーエレメントの中心と第４のラウドスピーカーエレメントの中心を通る第２の軸が水平面に対して角度φをもって傾斜するように位置し、角度φは、０°から±３０°である。これら第３と第４のエレメントは、第１および第２の軸が等しいφの値を有し、第１および第２のエレメントとの間を通過する垂直軸のある点で実質的に交わる。第３および第４のエレメントへの信号は、ローパスフィルター処理され、そのローパスフィルターのカットオフ周波数は、２．５ｋＨｚ以下である。
【００１０】
このことは、かなり大きな径のラウドスピーカーエレメントと同じような効果、即ちスピーカーエレメントが装置からさらに離れたダイポールとして機能し、その結果、ラウドスピーカーからある程度離れたリスナーによって知覚されるステレオ効果が、特にラウドスピーカーエレメントのｆ０から２．５ｋＨｚの範囲の周波数に対して改善される。ここでｆ０はラウドスピーカーエレメントの共振周波数を表す。第３および第４のラウドスピーカーへの信号をローパスフィルター処理することによって高周波数のローブパターン（ｌｏｂｅ ｐａｔｔｅｒｎ）の変化（ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ）を避けることができる。さらに本発明のラウドスピーカーエレメント構造を使用することによって、スピーカーエレメントの寸法、特に高さが制限されている用途におけるステレオ再生を向上させることができる。
【００１１】
上記第１のエレメントの中心と第３のエレメントの中心との間および上記第２のエレメントの中心と第４のエレメントの中心との間の距離Ｄは、本発明の利点を最大限に生かすために第１のエレメントと第２のエレメントの直径ｄの２倍以下であるのが好ましい。
【００１２】
さらに別のラウドスピーカーエレメントを第１および第２のエレメントおよび／または第３および第４のエレメントの近傍に配置してもよい。これによって特定の周波数で知覚されるステレオ効果がさらに向上するという利点がある。
【００１３】
上記第１および第２のラウドスピーカーは、一組の同一のラウドスピーカーエレメントを構成してもよく、エレメントによって発生される最も短い波長の１／４未満の範囲内で位置してもよく、エレメントによって発生される最も短い周波数が６８ｃｍ未満の場合、１７ｃｍ未満となる。
【００１４】
さらに上記第１の信号は、ミッド入力信号（Ｍ）とサイド入力信号（Ｓ）の合計と等しくてもよく、第２の信号は、ミッド入力信号（Ｍ）と１８０°位相シフトされたサイド信号（Ｓ）との合計と等しくてもよい。
【００１５】
さらにサイド入力信号（Ｓ）またはミッド入力信号（Ｍ）の少なくとも一部は、第１および第２の信号を作る前または作る際に約４５°から１３５°位相シフトされてもよい。
【００１６】
上記装置は、スタジオモニター、ハイファイシステム、ホームシネマシステム、コンパクトハイファイシステム、パーソナルラジオシステム、テレビ、ラップトップコンピューター、ＰＣモニター、パーソナルコンピューター、マルチメディアスピーカー、携帯電話、ＰＤＡからなる群から選択されるものを構成する装置の一体部品であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、従来のラウドスピーカー装置１０を示す。このラウドスピーカー装置１０は、第１の部分１３と、第２の部分１４とを含む。第１部分は、第１のラウドスピーカーエレメント１１を含み、第２部分は、第２のラウドスピーカーエレメント１２を含む。図示した装置１０は、入力ステレオ信号をステレオ再生するためのものであり、ラウドスピーカー装置１０は、共通のエンクロージャーで構成されているが、ラウドスピーカーエレメント１１および１２の共振器容積または空洞部は、互いに音響的に分離している。本明細書および特許請求の範囲でいう「音響的に分離」なる用語は、１つの共振器容積から他へ音が全くまたはほとんど移動しないことを意味する。
【００１８】
図示したラウドスピーカー装置は、従来の入力オーディオステレオ信号が左入力ステレオ信号Ｌと右入力ステレオ信号Ｒとを含む図２に示した方法によって音を再生するために使用することができる。ＬおよびＲ信号は、左入力ステレオ信号Ｌと右入力ステレオ信号Ｒの合計および左入力ステレオ信号Ｌと右入力ステレオ信号Ｒの差にそれぞれ対応するミッド信号Ｍとサイド信号Ｓを得るために使用される。出力ステレオ信号ＬＯＵＴは、左側の音声再生ユニット、この場合は第１部分のラウドスピーカーエレメント１１に送られ、サイド信号Ｓと例えば−３ｄｂから−１５ｄｂの範囲の減衰定数αが乗じられたミッド信号Ｍとの合計を構成し、一方右側の音声再生ユニット（この場合、右側１４のラウドスピーカーエレメント１２）に送られるサウンド再生出力ステレオ信号ＲＯＵＴは、反転サイド信号Ｓと減衰定数αが乗じられたミッド信号Ｍとの合計である。
【００１９】
図１に示すようなラウドスピーカー装置と伴に行われるこの信号処理によって、電気オーディオステレオ信号を知覚されるステレオイメージに高い整合性をもった高度な忠実度で再生することができる。１〜５ｋＨＺ超の周波数で知覚されるステレオ効果の忠実度を向上させるために図に示したように出力ステレオ信号ＬＯＵＴおよびＲＯＵＴを作る前に位相シフト手段によってサイド信号Ｓを−９０°位相シフトしてもよい。この方法は、国際特許出願ＷＯ２００５／００９０７８号に詳しく説明されている。９０°の位相シフトの代わりに、４５〜１３５°の範囲で位相シフトを行ってもよく、サイド信号Ｓではなく、ミッド信号Ｍで行ってもよい。
【００２０】
上述のシステムでは、最適な性能を発揮するために、近接して位置するラウドスピーカーエレメント１１および１２は、ラウドスピーカーエレメント間の干渉による、発せられたサウンドパターンのロービングによって生じるカラレーションを最小限にするように位置するのが好ましい。これはラウドスピーカーエレメント間の距離が発せられる音声の波長の１／４より短い場合に達成される。これは、より高い周波数のラウドスピーカーエレメントをより低い周波数のラウドスピーカーエレメントより接近させて配置したほうがよいということを意味する。実際にはこれは２つのエレメントの中心同士の距離がエレメントが発する最も短い波長の１／４未満より短いことを意味する、またはエレメントが発する最も短い波長が６８ｃｍ未満（即ち周波数＞５００Ｈｚ）の場合、２つのエレメントの中心の間の距離は、少なくとも１７ｃｍ以下であり、好ましくはそれより近くなることを意味する。このようにエレメント１１、１２を配置することによって、エレメントはダイポールとして機能することになる。
【００２１】
ラウドスピーカーエレメントがダイポールとして機能する際のλ（波長）がスピーカーエレメントの直径に対して短い周波数、即ち高周波数の場合のローブパターンを図３ａに示す。この図から明らかなようにエレメント１１および１２は、ローブパターンが分離する前にラウドスピーカーエレメントから距離Ａまでダイポールとして作用し、このダイポール効果は、リスナーの耳のところで失われる。エレメント１１、１２がダイポールとして機能する場合、これらは互いにエネルギーを消費し合う、即ち信号が重なり合う領域で信号が相殺または一部相殺され、この相殺がリスナー１６の位置で知覚されるステレオ効果となる。従って、満足のいくステレオ効果がラウドスピーカーエレメントから最大の距離Ａの所にいるリスナーに供される。もしリスナーがエレメント１１、１２からさらに離れた所にいると、ステレオ効果が低下する、または全くステレオ効果がリスナーに感じられなくなる。しかしながら、高い周波数の信号の場合、距離Ａは、通常、ほとんどの場合に長くなる。
【００２２】
しかしながら、波長が増加するにつれて、即ちλ＜ｄｅｌｅｍｅｎｔ、でｄｅｌｅｍｅｎｔが各エレメントの直径である低周波数の場合、同じセットのラウドスピーカーエレメント１１、１２は、図３ｂに示すローブパターンを呈する。即ち、エレメント１１および１２は、ダイポールとして作用するが、ここではローブパターンは、ラウドスピーカーからのＢ＜Ａの距離で分かれ、ダイポール効果は、Ｂを越えたところで失われる。従って、ラウドスピーカー装置１０から距離Ａのところにいる図３ａのリスナーは、これらの低周波数に関して満足のいくステレオ効果を味わえず、また距離Ｂは、一般的なリビングルームでは短すぎると考えられる。
【００２３】
この効果は、周波数が減少するにつれて悪化する。これに関連する周波数間隔は、ラウドスピーカーエレメントの共振周波数ｆ０から約１．５〜２．５ｋＨｚまでの周波数間隔であり、これ以上の周波数間隔では、図３ａの状況が生じる。図３ａの状況が１．５ｋＨｚに対応し、図３ｂの状況が７５０Ｈｚに対応する場合、その状況は、図３ｃに示すように悪くなり、２〜３００Ｈｚの周波数については、ダイポール効果が距離Ｃ、Ｃ＜Ｂ＜Ａで分かれる。これは、満足のいくステレオ効果が装置１０に非常に接近した位置でのみ得られることを意味し、テレビまたはハイファイシステムなどの家庭用電化製品の場合には実用的でなく、リスナーは近すぎると感じることになる。従って、少なくとも上述の問題点を軽減し、低い周波数に対して満足のいくステレオ効果をリスナーが体験できる距離を長くする改良されたラウドスピーカー装置が必要とされている。
【００２４】
図４に本発明の１つの実施態様によるラウドスピーカー装置を示す。このラウドスピーカー装置は、図１の装置に類似しているが、この例ではエレメント４１、４２が設けられ、さらにこれらに類似した２つのエレメント４６、４７が設けられている。エレメント４６、４７の周波数帯域は、少なくとも部分的にエレメント４１、４２の周波数帯域と重なってもよく、エレメント４１、４２の周波数帯域と同一であってもよく、この場合、これらのエレメントは、同じ周波数帯域の出力信号によって給電される。エレメント４６、４７は、低周波数のステレオ再生を向上させるために加えられたものであり、ラウドスピーカーエレメント表面を加えることによって向上させている。特定の周波数で作動するエレメント表面を増加させることによって、ダイポール効果が位置Ａで達成される最大波長が増加し、即ちλ＜ｄｅｌｅｍｅｎｔがより長い周波数で有効になるので、所望の機能が低い周波数で得られる。エレメント４１（４２）に等しい表面を有するエレメント４６（４７）を加えることは、√２＊ｄ４１の直径を有する単独のエレメント４１’（４２’）（図示せず）を使用することに等しい、即ちエレメント４１（４２）の直径より４１％大きいものを使用することに等しい。従って、本発明は、かなり径の大きいラウドスピーカーエレメントを使用した場合と同じ効果を奏する。本発明による構成を利用することによって、スピーカーエレメントの寸法、特に高さが制限されるような用途においてステレオ再生を向上させるという利点が得られる。このような寸法の制限は、例えば家庭用電化製品または携帯電話では一般的である。さらにエレメント４１、４２の直径およびそれらの中央と中央との間の距離が大きくなり過ぎる場合、即ちスピーカーエレメントのダイポール効果が伴に失われる場合、そのローブパターンは、バイポールのローブパターンに等しくなる。これを図３ｄに示す。この図に示すようにエレメントから発生したローブは、相互作用せず、よってリスナーの位置では知覚されるステレオ効果が減少する、または完全に損なうことになる。従って互いに近接してエレメント４１、４２を配置することができるということは、極めて重要であり、この要件を本発明は満たすことができる。
【００２５】
最適な性能を発揮するためにエレメント４１と４６ならびに４２と４７それぞれの分離は、ｄ＝Ｄで表される関係を満たすことが好ましい、即ちラウドスピーカーエレメント４６、４７の径がエレメント４１（４２）の中心とエレメント４６（４７）の中心との距離Ｄに等しくなるのが好ましい。もしこの条件を満たすことができない場合、エレメント４６、４７の径ｄを満足のいくステレオ再生を確実にするために距離Ｄの２倍以下にすることが好ましい。上述の空間的制限により、たとえば装置の高さおよび／または幅を小さくするために楕円形のラウドスピーカーエレメントを使用するのが一般的である。このようなエレメントを使用する場合、径ｄは、楕円の短い方の軸を表し、これにより楕円の偏心率を制限する。
【００２６】
しかしながら、追加のエレメント４６、４７を使用することは、図５に示すようにこれらのエレメントが個々のさらなるローブによって装置の全ローブパターンに影響を与えるという不都合が生じる。これは、これらのローブパターンがエレメント４１、４２のローブパターンを干渉し、これにより低周波数の再生を向上させることができるが、高周波数の再生の質が低下することを意味する。従って、エレメント４６、４７へ送られる信号は、ローパスフィルター処理される。これは、エレメント４１、４２が入力信号をフルレンジで、即ちエレメントの能力を全て使用して、またはこれらエレメントに割り当てられた周波数レンジの部分を再生し、エレメント４６、４７が特定の周波数までの同じ信号だけを再生することを意味する。
【００２７】
エレメント４６、４７に送られる信号は、ラウドスピーカーエレメントのカットオフ周波数が２．５ｋＨｚまたはｃ／３Ｄ以下になるようにローパスフィルター処理されるのが好ましい。ここでｃは、媒体中の音の速度であり、例えば室温空気中で〜３４０ｍ／ｓである。その結果、エレメント４１、４２のローブパターンは、ローパスフィルターのカットオフ周波数より上の周波数で実質的に乱されなくなる。カットオフ周波数は、例えば〜１．５ｋＨｚに設定される。
【００２８】
図４に示した態様は、距離Ｂおよび／またはＣを空間的要件がある場合に本発明を実施することを可能にしながら、長くし、これによりリスナーがラウドスピーカー装置４０から離れることができ、それでも高い周波数でのステレオ再生を実質的に妨げることなく、広い周波数レンジで満足のいくステレオ再生を維持することができるという利点がある。
【００２９】
さらに入力ステレオオーディオ信号を再生する能力を向上させるために、さらに多くのラウドスピーカーエレメントを加えてもよい。この例を図６に示す。ここでは図１との比較のため、各側に２つづつ、４つのエレメント６６−６９を追加している。これによって効果的なラウドスピーカーエレメント領域がさらに増加するという利点がある。エレメント６６、６７に関し、これらを給電する信号は、上述のようにローパスフィルター処理されるのが好ましい。同じ理由からエレメント６８、６９に送られる信号もローパスフィルター処理されるのが好ましく、ここでは対応する式ｃ／３Ｄｘが当てはまり、Ｄｘは、最も中央に位置するエレメント（６１または６２）の中央と特定のエレメントｘ、例えばエレメント６８との距離として定義される。
【００３０】
ここまでエレメントを水平軸に沿って配置されるものとして説明してきたが、用途的に許容できるのであれば、最も中央に位置するエレメントに対して斜めにこれら追加のエレメントを配置してもよい。例えば最も中央に位置するエレメントにのみ空間的制限が加えられ、外方のエレメントをより自由に配置することができる場合である。図７に一例を示す。ここではエレメント７６、７７がエレメント７１、７２に対して斜めに配置されている。エレメント７６の中心は、エレメント７１の中心とエレメント７６の中心を通る第１の軸が水平面に対して０〜±３０°の角度φで傾斜するように位置する。さらにエレメント７７の中心は、エレメント７２の中心とエレメント７７の中心を通る第２の軸が水平面に対して０〜±３０°の角度φで傾斜するように位置する。この傾斜角度は、垂直方向のローブパターンを乱さないように±３０°を超えないようにするのが好ましい。好ましくはエレメント７６、７７は、第１と第２の軸が同じ絶対値のφを有し、かつ、エレメント７１、７２の間を通過する垂直軸上の一点を通るように配置される。
【００３１】
さらに図８に２つの追加のエレメント８６、８８および８７、８９それぞれが中央に位置するエレメント８１、８２に対して斜めに配置されている別の例を示す。
【００３２】
上記の例では、本発明を１つのセットのエレメントからなるものとして示した。図９に異なる周波数レンジを有する信号を再生する異なるセットのエレメントからなる別の態様を示す。この図に示した装置は、第１のセットのエレメント９１−９２を含み、これらは高周波数再生に使用され、即ち例えば２．５ｋＨｚを超える周波数レンジのハイパスフィルター処理された部分である装置の最も高い周波数レンジを再生するためのものである。エレメント１０１−１０４のセットは、上述のエレメントのように機能し、第１のセットより低い周波数を再生する。ミッドレンジエレメントは、基本的に大きな径を有するので、ｃ／３Ｄ以下のローパスフィルターカットオフ周波数によって適切に機能する。その結果、この態様は、高い周波数レンジが別のラウドスピーカーエレメントセットによって処理されるので、より大きいエレメント表面を小さい周波数用に得ることができるという利点がある。さらに上述したようにより小さい周波数のラウドスピーカーエレメントをダイポール効果を失わずにより広い間隔をあけて配することができる。
【００３３】
さらにこの装置は、ラウドスピーカーエレメント１０５−１０６を含み、これらのエレメントは、最も低い周波数レンジ、例えば２００Ｈｚ未満の周波数の再生に使用される。当然のことながら、本発明による追加のエレメントは、エレメント１０５、１０６に使用することができる。
【００３４】
上記の説明では、本発明を従来のツースピーカーステレオシステムの従来のラウドスピーカー装置に代わるものとして説明してきたが、本発明は、接近して配置されたラウドスピーカーエレメントがステレオサウンドを再生するために使用されるあらゆる場合に利用可能である。そのような装置としては、スタジオモニター、ハイファイスピーカー、ホームシネマ、コンパクトハイファイ、パーソナルラジオ、カーステレオシステム、テレビ、ラップトップパソコン、パーソナルコンピューター用モニター、マルチメディアスピーカー、携帯電話などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
例えば、携帯電話では、２つのフルレンジラウドスピーカーエレメントをステレオサウンドの再生に使用してもよい。携帯電話では、多くの場合、利用できるスペースが限られており、ラウドスピーカーエレメントは、可能な径に関して制約を受ける場合があり、これは上述したように低周波数のステレオ再生に悪影響を与えることになる。さらに現代の多くのテレビは、ほとんどの場合、スクリーンの下にラウドスピーカーエレメントが配置されるので、可能な限りエレメントの径を小さくしなければならず、よって同じ問題が生じる。本発明による追加のスピーカーエレメントセットを使用することによって、好ましくは外方のエレメントへの信号をローパスフィルター処理することによって携帯電話およびテレビのステレオ質を向上させてもよい。
【００３６】
上記の説明では、本発明のラウドスピーカー装置を一体型ユニットとして説明してきたが、これとは別に互いに接近して配置される、または互いに接触して配置される２つの別個のユニットで構成することも可能である。
【００３７】
本発明を種々の変更、修正および変形が可能であり、その中のいくつかは、本明細書中で詳述しているが、本明細書を通して説明された、または添付の図面に示した全ての事柄は、あくまで例示を目的としたものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来のラウドスピーカー装置を示す。
【図２】ステレオ信号を処理するための従来のシステムを例示するブロック図。
【図３ａ】図１のシステムが発する周波数のローブパターンを示す。
【図３ｂ】図１のシステムが発する周波数のローブパターンを示す。
【図３ｃ】図１のシステムが発する周波数のローブパターンを示す。
【図３ｄ】より間隔をおいて配されたラウドスピーカーのローブパターンを示す。
【図４】本発明のラウドスピーカーの一態様を示す。
【図５】バイポールとして機能する２つの近接して位置するラウドスピーカーからのローブパターンを示す。
【図６】本発明の別の態様を示す。
【図７】本発明の別の態様を示す。
【図８】本発明の別の態様を示す。
【図９】本発明の別の態様を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオステレオ信号の再生のためのラウドスピーカーに関する。特に本発明は、請求項１の前提部に記載のラウドスピーカーに関する。また本発明は、請求項１９に記載のオーディオステレオ再生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前はモノラル再生で再生されるものより、オーディオ再生されるサウンドが期待を下回らなければ、ほとんどのリスナーは、満足していた。しかしながら、近年、例えば録音スタジオまたはライブコンサートの録音したものを高い質のステレオサウンドに再生することへの要求が高まってきている。
【０００３】
従って、そのために種々のシステムが開発され、それぞれ程度の差があるにしても実際のステレオサウンドを再生することができる。
【０００４】
最も簡単に思いつくシステムは、リスナーの前方にある一定の距離をおいて左側および右側にスピーカーを配置した従来のステレオ再生システムである。現在の再生システムのほとんどは、この技術を基本にしている。しかしながら、個々のラウドスピーカーの傾向およびラウドスピーカーがリスナーに対してどのように位置するかによって従来の方法は、電気ステレオ信号を誤って変換してしまうことがよくあるので、リスナーの耳によって知覚される音波間の相対強度および時差の両方の点で、電気ステレオ信号の正確な再生を最もよく知覚できる位置は、ラウドスピーカーに対する位置において１箇所しかない。
【０００５】
リスナーを録音現場に移動したように仮想させる、即ち現場での異なる音源の実際の配置を感じさせるのに最も近いシステムは、バイノーラル法で録音し、バイノーラル法で再生（ヘッドホン）することである。しかしながら、多くのラウドスピーカーは、ＤＳＰによるクロストークキャンセレーションというものを採用している、例えば米国特許第３，２３６，９４９号および同第５，８６２，２２７号を参照されたい。このシステムの目的は、右のスピーカーから左の耳へおよびその逆に到達する信号を除去することである。これは、バイノーラルラウドスピーカーシステムを製造するためのものである。このようなシステムにはクロストークキャンセレーション信号自体の錯綜（ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）によって音声信号が劣化するという不都合がある。バイノーラル法による録音、再生以外の上述の２つのスピーカーの組み合わせなどの他の方法としては、完全に架空であり、録音現場で実際に経験するものとほとんど類似性を持つ必要のない仮想の音声イメージを創出することである。
【０００６】
従ってラウドスピーカーの設定および品質に関係なく、ステレオサウンドイメージを完全に再生するサウンド再生システムが必要とされている。この問題を解決する１つのシステムとして、本願出願人による特許出願ＷＯ０１／３９５４８号に記載されているものがあり、ここには入力オーディオ信号の処理および再生方法が開示されている。ここに記載されているシステムは、オーディオステレオ信号をシステムの質に関係なく、知覚されたステレオイメージに高い整合性をもった高度な忠実度でオーディオステレオ信号を再生することができる。
【０００７】
しかしながら、このようにラウドスピーカーが接近して位置するシステムには、ラウドスピーカーとリスナーとの間の距離が長くなると、リスナーの位置で知覚されるステレオ効果の忠実度の点でシステムの性能が劣化し、究極的には完全に消滅してしまう。従って、改良されたサウンド再生システムが必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述の問題点を解決するラウドスピーカー装置を提供することである。この目的は、請求項１の特徴部に記載されているラウドスピーカー装置によって達成される。
【０００９】
本発明によるラウドスピーカー装置は、互いに近接して配置された第１および第２ラウドスピーカーエレメントを含み、これら第１および第２のラウドスピーカーエレメントは、第１の伝播方向に音を発するように配置され、音響上互いに分離され、それぞれ第１および第２の信号を受け取るために配置され、第１の信号の少なくとも１部は、第２の信号に対して逆位相にあり、この装置は、さらに第１の方向に音を伝播するために配された第３および第４のラウドスピーカーシステムを含む。この第３のスピーカーは、第１のラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、第１の信号の少なくとも一部を受け取るように構成されている。第４のスピーカーは、第２のラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、第２の信号の少なくとも一部を受け取るように構成されている。第３のラウドスピーカーエレメントの中心は、第１のラウドスピーカーエレメントの中心と第３のラウドスピーカーエレメントの中心を通る第１の軸が水平面に対して角度φをもって傾斜するように位置している。第４のラウドスピーカーエレメントの中心は、第２のラウドスピーカーエレメントの中心と第４のラウドスピーカーエレメントの中心を通る第２の軸が水平面に対して角度φをもって傾斜するように位置し、角度φは、０°から±３０°である。これら第３と第４のエレメントは、第１および第２の軸が等しいφの値を有し、第１および第２のエレメントとの間を通過する垂直軸のある点で実質的に交わる。第３および第４のエレメントへの信号は、ローパスフィルター処理され、そのローパスフィルターのカットオフ周波数は、２．５ｋＨｚ以下である。
【００１０】
このことは、かなり大きな径のラウドスピーカーエレメントと同じような効果、即ちスピーカーエレメントが装置からさらに離れたダイポールとして機能し、その結果、ラウドスピーカーからある程度離れたリスナーによって知覚されるステレオ効果が、特にラウドスピーカーエレメントのｆ０から２．５ｋＨｚの範囲の周波数に対して改善される。ここでｆ０はラウドスピーカーエレメントの共振周波数を表す。第３および第４のラウドスピーカーへの信号をローパスフィルター処理することによって高周波数のローブパターン（ｌｏｂｅ ｐａｔｔｅｒｎ）の変化（ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ）を避けることができる。さらに本発明のラウドスピーカーエレメント構造を使用することによって、スピーカーエレメントの寸法、特に高さが制限されている用途におけるステレオ再生を向上させることができる。
【００１１】
上記第１のエレメントの中心と第３のエレメントの中心との間および上記第２のエレメントの中心と第４のエレメントの中心との間の距離Ｄは、本発明の利点を最大限に生かすために第１のエレメントと第２のエレメントの直径ｄの２倍以下であるのが好ましい。
【００１２】
さらに別のラウドスピーカーエレメントを第１および第２のエレメントおよび／または第３および第４のエレメントの近傍に配置してもよい。これによって特定の周波数で知覚されるステレオ効果がさらに向上するという利点がある。
【００１３】
上記第１および第２のラウドスピーカーは、一組の同一のラウドスピーカーエレメントを構成してもよく、エレメントによって発生される最も短い波長の１／４未満の範囲内で位置してもよく、エレメントによって発生される最も短い周波数が６８ｃｍ未満の場合、１７ｃｍ未満となる。
【００１４】
さらに上記第１の信号は、ミッド入力信号（Ｍ）とサイド入力信号（Ｓ）の合計と等しくてもよく、第２の信号は、ミッド入力信号（Ｍ）と１８０°位相シフトされたサイド信号（Ｓ）との合計と等しくてもよい。
【００１５】
さらにサイド入力信号（Ｓ）またはミッド入力信号（Ｍ）の少なくとも一部は、第１および第２の信号を作る前または作る際に約４５°から１３５°位相シフトされてもよい。
【００１６】
上記装置は、スタジオモニター、ハイファイシステム、ホームシネマシステム、コンパクトハイファイシステム、パーソナルラジオシステム、テレビ、ラップトップコンピューター、ＰＣモニター、パーソナルコンピューター、マルチメディアスピーカー、携帯電話、ＰＤＡからなる群から選択されるものを構成する装置の一体部品であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、従来のラウドスピーカー装置１０を示す。このラウドスピーカー装置１０は、第１の部分１３と、第２の部分１４とを含む。第１部分は、第１のラウドスピーカーエレメント１１を含み、第２部分は、第２のラウドスピーカーエレメント１２を含む。図示した装置１０は、入力ステレオ信号をステレオ再生するためのものであり、ラウドスピーカー装置１０は、共通のエンクロージャーで構成されているが、ラウドスピーカーエレメント１１および１２の共振器容積または空洞部は、互いに音響的に分離している。本明細書および特許請求の範囲でいう「音響的に分離」なる用語は、１つの共振器容積から他へ音が全くまたはほとんど移動しないことを意味する。
【００１８】
図示したラウドスピーカー装置は、従来の入力オーディオステレオ信号が左入力ステレオ信号Ｌと右入力ステレオ信号Ｒとを含む図２に示した方法によって音を再生するために使用することができる。ＬおよびＲ信号は、左入力ステレオ信号Ｌと右入力ステレオ信号Ｒの合計および左入力ステレオ信号Ｌと右入力ステレオ信号Ｒの差にそれぞれ対応するミッド信号Ｍとサイド信号Ｓを得るために使用される。出力ステレオ信号ＬＯＵＴは、左側の音声再生ユニット、この場合は第１部分のラウドスピーカーエレメント１１に送られ、サイド信号Ｓと例えば−３ｄｂから−１５ｄｂの範囲の減衰定数αが乗じられたミッド信号Ｍとの合計を構成し、一方右側の音声再生ユニット（この場合、右側１４のラウドスピーカーエレメント１２）に送られるサウンド再生出力ステレオ信号ＲＯＵＴは、反転サイド信号Ｓと減衰定数αが乗じられたミッド信号Ｍとの合計である。
【００１９】
図１に示すようなラウドスピーカー装置と伴に行われるこの信号処理によって、電気オーディオステレオ信号を知覚されるステレオイメージに高い整合性をもった高度な忠実度で再生することができる。１〜５ｋＨＺ超の周波数で知覚されるステレオ効果の忠実度を向上させるために図に示したように出力ステレオ信号ＬＯＵＴおよびＲＯＵＴを作る前に位相シフト手段によってサイド信号Ｓを−９０°位相シフトしてもよい。この方法は、国際特許出願ＷＯ２００５／００９０７８号に詳しく説明されている。９０°の位相シフトの代わりに、４５〜１３５°の範囲で位相シフトを行ってもよく、サイド信号Ｓではなく、ミッド信号Ｍで行ってもよい。
【００２０】
上述のシステムでは、最適な性能を発揮するために、近接して位置するラウドスピーカーエレメント１１および１２は、ラウドスピーカーエレメント間の干渉による、発せられたサウンドパターンのロービングによって生じるカラレーションを最小限にするように位置するのが好ましい。これはラウドスピーカーエレメント間の距離が発せられる音声の波長の１／４より短い場合に達成される。これは、より高い周波数のラウドスピーカーエレメントをより低い周波数のラウドスピーカーエレメントより接近させて配置したほうがよいということを意味する。実際にはこれは２つのエレメントの中心同士の距離がエレメントが発する最も短い波長の１／４未満より短いことを意味する、またはエレメントが発する最も短い波長が６８ｃｍ未満（即ち周波数＞５００Ｈｚ）の場合、２つのエレメントの中心の間の距離は、少なくとも１７ｃｍ以下であり、好ましくはそれより近くなることを意味する。このようにエレメント１１、１２を配置することによって、エレメントはダイポールとして機能することになる。
【００２１】
ラウドスピーカーエレメントがダイポールとして機能する際のλ（波長）がスピーカーエレメントの直径に対して短い周波数、即ち高周波数の場合のローブパターンを図３ａに示す。この図から明らかなようにエレメント１１および１２は、ローブパターンが分離する前にラウドスピーカーエレメントから距離Ａまでダイポールとして作用し、このダイポール効果は、リスナーの耳のところで失われる。エレメント１１、１２がダイポールとして機能する場合、これらは互いにエネルギーを消費し合う、即ち信号が重なり合う領域で信号が相殺または一部相殺され、この相殺がリスナー１６の位置で知覚されるステレオ効果となる。従って、満足のいくステレオ効果がラウドスピーカーエレメントから最大の距離Ａの所にいるリスナーに供される。もしリスナーがエレメント１１、１２からさらに離れた所にいると、ステレオ効果が低下する、または全くステレオ効果がリスナーに感じられなくなる。しかしながら、高い周波数の信号の場合、距離Ａは、通常、ほとんどの場合に長くなる。
【００２２】
しかしながら、波長が増加するにつれて、即ちλ＜ｄｅｌｅｍｅｎｔ、でｄｅｌｅｍｅｎｔが各エレメントの直径である低周波数の場合、同じセットのラウドスピーカーエレメント１１、１２は、図３ｂに示すローブパターンを呈する。即ち、エレメント１１および１２は、ダイポールとして作用するが、ここではローブパターンは、ラウドスピーカーからのＢ＜Ａの距離で分かれ、ダイポール効果は、Ｂを越えたところで失われる。従って、ラウドスピーカー装置１０から距離Ａのところにいる図３ａのリスナーは、これらの低周波数に関して満足のいくステレオ効果を味わえず、また距離Ｂは、一般的なリビングルームでは短すぎると考えられる。
【００２３】
この効果は、周波数が減少するにつれて悪化する。これに関連する周波数間隔は、ラウドスピーカーエレメントの共振周波数ｆ０から約１．５〜２．５ｋＨｚまでの周波数間隔であり、これ以上の周波数間隔では、図３ａの状況が生じる。図３ａの状況が１．５ｋＨｚに対応し、図３ｂの状況が７５０Ｈｚに対応する場合、その状況は、図３ｃに示すように悪くなり、２〜３００Ｈｚの周波数については、ダイポール効果が距離Ｃ、Ｃ＜Ｂ＜Ａで分かれる。これは、満足のいくステレオ効果が装置１０に非常に接近した位置でのみ得られることを意味し、テレビまたはハイファイシステムなどの家庭用電化製品の場合には実用的でなく、リスナーは近すぎると感じることになる。従って、少なくとも上述の問題点を軽減し、低い周波数に対して満足のいくステレオ効果をリスナーが体験できる距離を長くする改良されたラウドスピーカー装置が必要とされている。
【００２４】
図４に本発明の１つの実施態様によるラウドスピーカー装置を示す。このラウドスピーカー装置は、図１の装置に類似しているが、この例ではエレメント４１、４２が設けられ、さらにこれらに類似した２つのエレメント４６、４７が設けられている。エレメント４６、４７の周波数帯域は、少なくとも部分的にエレメント４１、４２の周波数帯域と重なってもよく、エレメント４１、４２の周波数帯域と同一であってもよく、この場合、これらのエレメントは、同じ周波数帯域の出力信号によって給電される。エレメント４６、４７は、低周波数のステレオ再生を向上させるために加えられたものであり、ラウドスピーカーエレメント表面を加えることによって向上させている。特定の周波数で作動するエレメント表面を増加させることによって、ダイポール効果が位置Ａで達成される最大波長が増加し、即ちλ＜ｄｅｌｅｍｅｎｔがより長い周波数で有効になるので、所望の機能が低い周波数で得られる。エレメント４１（４２）に等しい表面を有するエレメント４６（４７）を加えることは、√２＊ｄ４１の直径を有する単独のエレメント４１’（４２’）（図示せず）を使用することに等しい、即ちエレメント４１（４２）の直径より４１％大きいものを使用することに等しい。従って、本発明は、かなり径の大きいラウドスピーカーエレメントを使用した場合と同じ効果を奏する。本発明による構成を利用することによって、スピーカーエレメントの寸法、特に高さが制限されるような用途においてステレオ再生を向上させるという利点が得られる。このような寸法の制限は、例えば家庭用電化製品または携帯電話では一般的である。さらにエレメント４１、４２の直径およびそれらの中央と中央との間の距離が大きくなり過ぎる場合、即ちスピーカーエレメントのダイポール効果が伴に失われる場合、そのローブパターンは、バイポールのローブパターンに等しくなる。これを図３ｄに示す。この図に示すようにエレメントから発生したローブは、相互作用せず、よってリスナーの位置では知覚されるステレオ効果が減少する、または完全に損なうことになる。従って互いに近接してエレメント４１、４２を配置することができるということは、極めて重要であり、この要件を本発明は満たすことができる。
【００２５】
最適な性能を発揮するためにエレメント４１と４６ならびに４２と４７それぞれの分離は、ｄ＝Ｄで表される関係を満たすことが好ましい、即ちラウドスピーカーエレメント４６、４７の径がエレメント４１（４２）の中心とエレメント４６（４７）の中心との距離Ｄに等しくなるのが好ましい。もしこの条件を満たすことができない場合、エレメント４６、４７の径ｄを満足のいくステレオ再生を確実にするために距離Ｄの２倍以下にすることが好ましい。上述の空間的制限により、たとえば装置の高さおよび／または幅を小さくするために楕円形のラウドスピーカーエレメントを使用するのが一般的である。このようなエレメントを使用する場合、径ｄは、楕円の短い方の軸を表し、これにより楕円の偏心率を制限する。
【００２６】
しかしながら、追加のエレメント４６、４７を使用することは、図５に示すようにこれらのエレメントが個々のさらなるローブによって装置の全ローブパターンに影響を与えるという不都合が生じる。これは、これらのローブパターンがエレメント４１、４２のローブパターンを干渉し、これにより低周波数の再生を向上させることができるが、高周波数の再生の質が低下することを意味する。従って、エレメント４６、４７へ送られる信号は、ローパスフィルター処理される。これは、エレメント４１、４２が入力信号をフルレンジで、即ちエレメントの能力を全て使用して、またはこれらエレメントに割り当てられた周波数レンジの部分を再生し、エレメント４６、４７が特定の周波数までの同じ信号だけを再生することを意味する。
【００２７】
エレメント４６、４７に送られる信号は、ラウドスピーカーエレメントのカットオフ周波数が２．５ｋＨｚまたはｃ／３Ｄ以下になるようにローパスフィルター処理されるのが好ましい。ここでｃは、媒体中の音の速度であり、例えば室温空気中で〜３４０ｍ／ｓである。その結果、エレメント４１、４２のローブパターンは、ローパスフィルターのカットオフ周波数より上の周波数で実質的に乱されなくなる。カットオフ周波数は、例えば〜１．５ｋＨｚに設定される。
【００２８】
図４に示した態様は、距離Ｂおよび／またはＣを空間的要件がある場合に本発明を実施することを可能にしながら、長くし、これによりリスナーがラウドスピーカー装置４０から離れることができ、それでも高い周波数でのステレオ再生を実質的に妨げることなく、広い周波数レンジで満足のいくステレオ再生を維持することができるという利点がある。
【００２９】
さらに入力ステレオオーディオ信号を再生する能力を向上させるために、さらに多くのラウドスピーカーエレメントを加えてもよい。この例を図６に示す。ここでは図１との比較のため、各側に２つづつ、４つのエレメント６６−６９を追加している。これによって効果的なラウドスピーカーエレメント領域がさらに増加するという利点がある。エレメント６６、６７に関し、これらを給電する信号は、上述のようにローパスフィルター処理されるのが好ましい。同じ理由からエレメント６８、６９に送られる信号もローパスフィルター処理されるのが好ましく、ここでは対応する式ｃ／３Ｄｘが当てはまり、Ｄｘは、最も中央に位置するエレメント（６１または６２）の中央と特定のエレメントｘ、例えばエレメント６８との距離として定義される。
【００３０】
ここまでエレメントを水平軸に沿って配置されるものとして説明してきたが、用途的に許容できるのであれば、最も中央に位置するエレメントに対して斜めにこれら追加のエレメントを配置してもよい。例えば最も中央に位置するエレメントにのみ空間的制限が加えられ、外方のエレメントをより自由に配置することができる場合である。図７に一例を示す。ここではエレメント７６、７７がエレメント７１、７２に対して斜めに配置されている。エレメント７６の中心は、エレメント７１の中心とエレメント７６の中心を通る第１の軸が水平面に対して０〜±３０°の角度φで傾斜するように位置する。さらにエレメント７７の中心は、エレメント７２の中心とエレメント７７の中心を通る第２の軸が水平面に対して０〜±３０°の角度φで傾斜するように位置する。この傾斜角度は、垂直方向のローブパターンを乱さないように±３０°を超えないようにするのが好ましい。好ましくはエレメント７６、７７は、第１と第２の軸が同じ絶対値のφを有し、かつ、エレメント７１、７２の間を通過する垂直軸上の一点を通るように配置される。
【００３１】
さらに図８に２つの追加のエレメント８６、８８および８７、８９それぞれが中央に位置するエレメント８１、８２に対して斜めに配置されている別の例を示す。
【００３２】
上記の例では、本発明を１つのセットのエレメントからなるものとして示した。図９に異なる周波数レンジを有する信号を再生する異なるセットのエレメントからなる別の態様を示す。この図に示した装置は、第１のセットのエレメント９１−９２を含み、これらは高周波数再生に使用され、即ち例えば２．５ｋＨｚを超える周波数レンジのハイパスフィルター処理された部分である装置の最も高い周波数レンジを再生するためのものである。エレメント１０１−１０４のセットは、上述のエレメントのように機能し、第１のセットより低い周波数を再生する。ミッドレンジエレメントは、基本的に大きな径を有するので、ｃ／３Ｄ以下のローパスフィルターカットオフ周波数によって適切に機能する。その結果、この態様は、高い周波数レンジが別のラウドスピーカーエレメントセットによって処理されるので、より大きいエレメント表面を小さい周波数用に得ることができるという利点がある。さらに上述したようにより小さい周波数のラウドスピーカーエレメントをダイポール効果を失わずにより広い間隔をあけて配することができる。
【００３３】
さらにこの装置は、ラウドスピーカーエレメント１０５−１０６を含み、これらのエレメントは、最も低い周波数レンジ、例えば２００Ｈｚ未満の周波数の再生に使用される。当然のことながら、本発明による追加のエレメントは、エレメント１０５、１０６に使用することができる。
【００３４】
上記の説明では、本発明を従来のツースピーカーステレオシステムの従来のラウドスピーカー装置に代わるものとして説明してきたが、本発明は、接近して配置されたラウドスピーカーエレメントがステレオサウンドを再生するために使用されるあらゆる場合に利用可能である。そのような装置としては、スタジオモニター、ハイファイスピーカー、ホームシネマ、コンパクトハイファイ、パーソナルラジオ、カーステレオシステム、テレビ、ラップトップパソコン、パーソナルコンピューター用モニター、マルチメディアスピーカー、携帯電話などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
例えば、携帯電話では、２つのフルレンジラウドスピーカーエレメントをステレオサウンドの再生に使用してもよい。携帯電話では、多くの場合、利用できるスペースが限られており、ラウドスピーカーエレメントは、可能な径に関して制約を受ける場合があり、これは上述したように低周波数のステレオ再生に悪影響を与えることになる。さらに現代の多くのテレビは、ほとんどの場合、スクリーンの下にラウドスピーカーエレメントが配置されるので、可能な限りエレメントの径を小さくしなければならず、よって同じ問題が生じる。本発明による追加のスピーカーエレメントセットを使用することによって、好ましくは外方のエレメントへの信号をローパスフィルター処理することによって携帯電話およびテレビのステレオ質を向上させてもよい。
【００３６】
上記の説明では、本発明のラウドスピーカー装置を一体型ユニットとして説明してきたが、これとは別に互いに接近して配置される、または互いに接触して配置される２つの別個のユニットで構成することも可能である。
【００３７】
本発明を種々の変更、修正および変形が可能であり、その中のいくつかは、本明細書中で詳述しているが、本明細書を通して説明された、または添付の図面に示した全ての事柄は、あくまで例示を目的としたものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来のラウドスピーカー装置を示す。
【図２】ステレオ信号を処理するための従来のシステムを例示するブロック図。
【図３ａ】図１のシステムが発する周波数のローブパターンを示す。
【図３ｂ】図１のシステムが発する周波数のローブパターンを示す。
【図３ｃ】図１のシステムが発する周波数のローブパターンを示す。
【図３ｄ】より間隔をおいて配されたラウドスピーカーのローブパターンを示す。
【図４】本発明のラウドスピーカーの一態様を示す。
【図５】バイポールとして機能する２つの近接して位置するラウドスピーカーからのローブパターンを示す。
【図６】本発明の別の態様を示す。
【図７】本発明の別の態様を示す。
【図８】本発明の別の態様を示す。
【図９】本発明の別の態様を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに近接して位置する第１および第２ラウドスピーカーエレメントを含むラウドスピーカー装置であって、これらラウドスピーカーエレメントは、第１の伝播方向に音を発するように配置され、さらにこれらラウドスピーカーエレメントは、互いに音響的に分離され、それぞれ第１の信号および第２の信号を受けるために配置され、前記第１の信号の少なくとも一部は、前記第２の信号に対して逆位相にあり、さらに前記装置は、前記第１の方向に音を伝播するために配置された第３および第４ラウドスピーカーエレメントを含み、
前記第３ラウドスピーカーエレメントは、前記第１ラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、前記第１信号を受けるために配置され、前記第３ラウドスピーカーエレメントの中心は、前記第１ラウドスピーカーエレメントの中心と前記第３ラウドスピーカーエレメントの中心を通る第１の軸が、水平面に対して０°〜±３０°の範囲の角度φをもって傾斜するように位置し、
前記第４ラウドスピーカーエレメントは、前記第２ラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、前記第１信号の少なくとも一部を受けるために配置され、前記第４ラウドスピーカーエレメントの中心は、前記第２ラウドスピーカーエレメントの中心と前記第４ラウドスピーカーエレメントの中心を通る第２の軸が、水平面に対して０°〜±３０°の範囲の角度φをもって傾斜するように位置しているラウドスピーカー装置において、
前記第３および第４ラウドスピーカーエレメントにそれぞれ送られる第１および第２信号は、ローパスフィルター処理され、このローパスフィルターのカットオフ周波数が２．５ｋＨｚ以下であることを特徴とするラウドスピーカー装置。
【請求項２】
前記第１および第２ラウドスピーカーエレメントの中心を通る軸が実質的に水平であることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項３】
前記ローパスフィルターの前記カットオフ周波数がｃ／３Ｄ以下であり、ここでｃは媒体中の音の速度であり、前記周波数が２．５ｋＨｚ以下のいずれの場合において、距離Ｄは、前記第１エレメントの中心と前記第３エレメントの中心との距離および／または前記第２エレメントの中心と前記第４エレメントの中心との距離であることを特徴とする請求項１または２に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項４】
前記第３および第４エレメントが前記第１および第２軸が同じ絶対値のφを有し、前記第１および第２エレメントの間を通過する垂直軸のある点で交差するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項５】
前記第３および第４ラウドスピーカーエレメントが個々の共振器容積によって個々に音響上、分離されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項６】
前記第１および第３ラウドスピーカーが共通の共振器容量によって音響上、分離されており、前記第２および第４ラウドスピーカーエレメントが共通の共振器容量によって音響上、分離されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項７】
前記第１エレメントの中心と前記第３エレメントの中心との間および前記第２エレメントの中心と前記第４エレメントの中心との間の距離Ｄが前記第１および第２エレメントの径ｄの２倍以下であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項８】
前記第３および第４エレメントの径ｄが前記第１エレメントの中心と前記第２エレメントの中心との間の距離Ｄの２倍以下であることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項９】
前記装置がさらに
前記第１および／または第３ラウドスピーカーエレメントに隣接して位置する第５のラウドスピーカーエレメントと、
前記第２および／または第４ラウドスピーカーエレメントに隣接して位置する第６のラウドスピーカーとを含むことを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１０】
前記第５および第６ラウドスピーカーエレメントへ供給される信号がローパスフィルター処理され、前記ローパスフィルターのカットオフ周波数がｃ／３Ｄｘ以下であり、ここでｃは媒体中の音の速度であり、前記周波数が２．５ｋＨｚ以下のいずれの場合において、距離Ｄｘは、前記第１エレメントの中心と前記第５エレメントの中心との距離および／または前記第２エレメントの中心と前記第６エレメントの中心との距離であることを特徴とする請求項９に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１１】
少なくとも前記第１、第２、第３および第４ラウドスピーカーエレメントは、同一のラウドスピーカーエレメントであることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１２】
少なくとも前記第１、第２、第３および第４ラウドスピーカーエレメントは、実質的に同じ径を有することを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１３】
少なくとも前記第１、第２、第３および第４ラウドスピーカーエレメントは、実質的に同じ周波数帯域を再生するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１４】
前記第１および第２ラウドスピーカーエレメントが一組の同一のラウドスピーカーエレメントを構成し、これらエレメントが発する最も短い波長の１／４未満またはこれらエレメントが発する最も短い波長が６８ｃｍ未満の場合、１７ｃｍ未満の距離をおいて互いに配置されていることを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１５】
前記ラウドスピーカーエレメントの中心がこれらエレメントが発する最も短い波長の１／４未満、またはこれらエレメントが発する最も短い波長が６８ｃｍ未満の場合、１７ｃｍ未満の距離をおいて配置されていることを特徴とする請求項１４に記載のラウドスピーカーエレメント。
【請求項１６】
前記第１信号がミッド入力信号（Ｍ）とサイド入力信号（Ｓ）との和である、または同等であり、前記第２信号がミッド入力信号（Ｍ）と１８０°位相シフトされたサイド入力信号（Ｓ）との和に等しい、または同等であることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１７】
前記サイド入力信号（Ｓ）またはミッド入力信号（Ｍ）の少なくとも一部が第１および第２信号を作る前または作る際に約４５°〜１３５°位相シフトされることを特徴とする請求項１６に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１８】
前記第１および第２ラウドスピーカーエレメントが個々の共振器容積によって個々に音響上、分離されていることを特徴とする請求項１乃至１７いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置を含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】
スタジオモニター、ハイファイスピーカー、ホームシネマ、コンパクトハイファイ、パーソナルラジオ、カーステレオシステム、テレビ、ラップトップパソコン、パーソナルコンピューター用モニター、マルチメディアスピーカー、携帯電話およびＰＤＡからなる群のいずれかを構成することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項１】
互いに近接して位置する第１および第２ラウドスピーカーエレメントを含むラウドスピーカー装置であって、これらラウドスピーカーエレメントは、第１の伝播方向に音を発するように配置され、さらにこれらラウドスピーカーエレメントは、互いに音響的に分離され、それぞれ第１の信号および第２の信号を受けるために配置され、前記第１の信号の少なくとも一部は、前記第２の信号に対して逆位相にあり、さらに前記装置は、前記第１の方向に音を伝播するために配置された第３および第４ラウドスピーカーエレメントを含み、
前記第３ラウドスピーカーエレメントは、前記第１ラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、前記第１信号を受けるために配置され、前記第３ラウドスピーカーエレメントの中心は、前記第１ラウドスピーカーエレメントの中心と前記第３ラウドスピーカーエレメントの中心を通る第１の軸が、水平面に対して０°〜±３０°の範囲の角度φをもって傾斜するように位置し、
前記第４ラウドスピーカーエレメントは、前記第２ラウドスピーカーエレメントに近接して位置し、前記第１信号の少なくとも一部を受けるために配置され、前記第４ラウドスピーカーエレメントの中心は、前記第２ラウドスピーカーエレメントの中心と前記第４ラウドスピーカーエレメントの中心を通る第２の軸が、水平面に対して０°〜±３０°の範囲の角度φをもって傾斜するように位置しているラウドスピーカー装置において、
前記第３および第４ラウドスピーカーエレメントにそれぞれ送られる第１および第２信号は、ローパスフィルター処理され、このローパスフィルターのカットオフ周波数が２．５ｋＨｚ以下であることを特徴とするラウドスピーカー装置。
【請求項２】
前記第１および第２ラウドスピーカーエレメントの中心を通る軸が実質的に水平であることを特徴とする請求項１に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項３】
前記ローパスフィルターの前記カットオフ周波数がｃ／３Ｄ以下であり、ここでｃは媒体中の音の速度であり、前記周波数が２．５ｋＨｚ以下のいずれの場合において、距離Ｄは、前記第１エレメントの中心と前記第３エレメントの中心との距離および／または前記第２エレメントの中心と前記第４エレメントの中心との距離であることを特徴とする請求項１または２に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項４】
前記第３および第４エレメントが前記第１および第２軸が同じ絶対値のφを有し、前記第１および第２エレメントの間を通過する垂直軸のある点で交差するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項５】
前記第３および第４ラウドスピーカーエレメントが個々の共振器容積によって個々に音響上、分離されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項６】
前記第１および第３ラウドスピーカーが共通の共振器容量によって音響上、分離されており、前記第２および第４ラウドスピーカーエレメントが共通の共振器容量によって音響上、分離されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項７】
前記第１エレメントの中心と前記第３エレメントの中心との間および前記第２エレメントの中心と前記第４エレメントの中心との間の距離Ｄが前記第１および第２エレメントの径ｄの２倍以下であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項８】
前記第３および第４エレメントの径ｄが前記第１エレメントの中心と前記第２エレメントの中心との間の距離Ｄの２倍以下であることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項９】
前記装置がさらに
前記第１および／または第３ラウドスピーカーエレメントに隣接して位置する第５のラウドスピーカーエレメントと、
前記第２および／または第４ラウドスピーカーエレメントに隣接して位置する第６のラウドスピーカーとを含むことを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１０】
前記第５および第６ラウドスピーカーエレメントへ供給される信号がローパスフィルター処理され、前記ローパスフィルターのカットオフ周波数がｃ／３Ｄｘ以下であり、ここでｃは媒体中の音の速度であり、前記周波数が２．５ｋＨｚ以下のいずれの場合において、距離Ｄｘは、前記第１エレメントの中心と前記第５エレメントの中心との距離および／または前記第２エレメントの中心と前記第６エレメントの中心との距離であることを特徴とする請求項９に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１１】
少なくとも前記第１、第２、第３および第４ラウドスピーカーエレメントは、同一のラウドスピーカーエレメントであることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１２】
少なくとも前記第１、第２、第３および第４ラウドスピーカーエレメントは、実質的に同じ径を有することを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１３】
少なくとも前記第１、第２、第３および第４ラウドスピーカーエレメントは、実質的に同じ周波数帯域を再生するように設計されていることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１４】
前記第１および第２ラウドスピーカーエレメントが一組の同一のラウドスピーカーエレメントを構成し、これらエレメントが発する最も短い波長の１／４未満またはこれらエレメントが発する最も短い波長が６８ｃｍ未満の場合、１７ｃｍ未満の距離をおいて互いに配置されていることを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１５】
前記ラウドスピーカーエレメントの中心がこれらエレメントが発する最も短い波長の１／４未満、またはこれらエレメントが発する最も短い波長が６８ｃｍ未満の場合、１７ｃｍ未満の距離をおいて配置されていることを特徴とする請求項１４に記載のラウドスピーカーエレメント。
【請求項１６】
前記第１信号がミッド入力信号（Ｍ）とサイド入力信号（Ｓ）との和である、または同等であり、前記第２信号がミッド入力信号（Ｍ）と１８０°位相シフトされたサイド入力信号（Ｓ）との和に等しい、または同等であることを特徴とする請求項１乃至１５いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１７】
前記サイド入力信号（Ｓ）またはミッド入力信号（Ｍ）の少なくとも一部が第１および第２信号を作る前または作る際に約４５°〜１３５°位相シフトされることを特徴とする請求項１６に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１８】
前記第１および第２ラウドスピーカーエレメントが個々の共振器容積によって個々に音響上、分離されていることを特徴とする請求項１乃至１７いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８いずれか１項に記載のラウドスピーカー装置を含むことを特徴とする装置。
【請求項２０】
スタジオモニター、ハイファイスピーカー、ホームシネマ、コンパクトハイファイ、パーソナルラジオ、カーステレオシステム、テレビ、ラップトップパソコン、パーソナルコンピューター用モニター、マルチメディアスピーカー、携帯電話およびＰＤＡからなる群のいずれかを構成することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００９−５３４９１５（Ｐ２００９−５３４９１５Ａ）
【公表日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０６４４５（Ｐ２００９−５０６４４５）
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００７／０００３７３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２０１０３
【国際公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（５０２１８１９９７）エンブレイシング サウンド エクスペリエンス アーベー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２００７／０００３７３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２０１０３
【国際公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【出願人】（５０２１８１９９７）エンブレイシング サウンド エクスペリエンス アーベー (3)
【Ｆターム（参考）】
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