JP4841495B2 - 音響再生システムおよびスピーカ装置 - Google Patents

Description

この発明は、音響再生システムおよびスピーカ装置に関する。

ホームシアターシステムと呼ばれる映像音響再生システムが普及しつつある。この映像音響再生システムにおいては、例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）からの映像再生は、比較的大画面のディスプレイに表示して行なうと共に、音響再生は、マルチチャンネルサラウンド音声方式、最近は、５．１チャンネル方式を採用して、迫力のある映像および音響再生ができるようにしている。

５．１チャンネル方式の音響再生システムでは、リスナの前方（以下フロントという）、リスナの正面（以下センターという）、リスナの後方（以下リアという）、低域専用と、４種類のスピーカが必要で、低域専用のスピーカであるサブウーハは、本来、１００Ｈｚ以下の帯域をモノラルで受け持っている。その他のスピーカは、１００Ｈｚから２０ｋＨｚの帯域を受け持つ。

従来、５．１チャンネル方式の音響再生システムにおけるスピーカ配置は、リスナの前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカが、右側にフロント右チャンネル用スピーカが、また、正面にセンターチャンネル用スピーカが、それぞれ配置される。また、リスナの後方の、左側にリア左チャンネル用スピーカが、右側にリア右チャンネル用スピーカが、それぞれ配置される。さらに、適宜の位置に、ＬＦＥ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅｆｆｅｃｔ）チャンネル用（低域専用）のサブウーハスピーカが配置される。

これらの６個のスピーカは、それぞれスピーカボックス（箱）に取り付けられて、それぞれの位置に配置される。通常、前後の６個のスピーカは、リスナとの距離が、例えば２メートル程度とされて配置されることが多い。

従来の音響再生システムでは、例えば１５リットル程度のスピーカボックスが利用されていたフロント左右チャンネル用のスピーカは、１リットル前後の小さなボックスに変わり、サテライトスピーカとも呼ばれている。当然低域は出ないので、それを補助するためにサブウーハと呼ばれる低域専用のスピーカが1個追加されている。このように、サブウーハ以外のスピーカを小型のボックスとした場合には、サブウーハに供給する音声信号のクロスオーバ周波数は、１５０Ｈｚと、前記の１００Ｈｚよりも若干高めになっていることも多いが、かなり低い周波数であることには変わりはない。

このような配置のスピーカシステムで、ＤＶＤからの５．１チャンネルの音声信号を再生すると、当然のことであるが充分な低音が再生される。しかも、低域専用に再生側も特別にチャンネルを設けているので、映画などのソースでは従来にないほどの重低音が部屋中に響きわたり、迫力のある臨場感を得ることができる。

しかしながら、家が小さな日本の家屋では、マルチチャンネルサラウンド音声を音響再生するための上述したような６個のスピーカを配置するスペースを確保することができないという問題と、外部への音漏れによる騒音の問題がある。

すなわち、通常の５．１チャンネルのスピーカ構成では、ＤＶＤの映像音響鑑賞において、迫力ある音を再生するためには、９０ｄＢ程度以上の音量を必要とする。したがって、リスナがマルチチャンネルサラウンドの効果を良好に得ようとした場合には、外部への騒音の問題を考慮する必要が生じる。

この時、一般に、高域の音は遮音が容易で、壁とかドア１枚でかなりの音を減衰させることが可能である。しかしながら、例えば１００Ｈｚ以下のような低域の音の場合には、遮音は簡単にできず、家が小さな日本の家屋では、この低域の音を遮るほど部屋の広さがとれないことが多い。特にサブウーハが受け持つ５０Ｈｚ、４０Ｈｚといった低音は、響き、かなりの範囲に音が伝播されることになる。

このため、サブウーハから音が再生されたときに、隣の部屋はもちろん、上下の部屋まで音が届いて迷惑をかけるおそれがある。特に低い帯域の音ほど遮音が難しく、サブウーハは、日本の住宅事情では大きな問題であり、せっかくの５．１チャンネルの音響再生システムも、充分使いきることが出来ない現状がある。

また、自動車の中に音響再生システムを設置する場合においても、上記の低い帯域の音の漏れが問題になることが多々ある。

上述のような問題点を解決するため、特許文献１（特開平５−９５５９１号公報）には、中高音は小型スピーカ（スピーカユニットがスピーカボックスに収納されるタイプ）で音響再生し、低音域は低音用ヘッドホンや骨伝導で、リスナの耳の近傍で音響再生するようにした音響再生システムが提案されている。

この特許文献１の技術によれば、低音はヘッドホンや骨伝導でリスナの耳の近傍で音響再生されるので、リスナには大音量に聴こえても、隣家には伝わらないようにすることができる。

上記の特許文献は、次の通りである。
特開平５−９５５９１号公報

しかしながら、上記の特許文献１の発明では、低域の音を耳の近傍で再生するものであっても、スピーカではなく、ヘッドホンや骨伝導を利用した振動体とされている。スピーカ以外の振動体で、スピーカと同等の低域感を得ることは、個人差もあるが、一般的に受け入れられるほど素直な感覚ではないと思われる。また、リスナはヘッドホンや骨伝導用のヘッドセットを装着しなければならず、煩わしいという問題もある。

さらには、特許文献１の発明では、低域の音に関する騒音の問題は軽減されるが、多数個のスピーカを狭いスペースに配置しなければならないという問題は、特許文献１の発明では解決されていない。

また、例えば６個など、多数個のスピーカを配置した場合において、複数のリスナが同時に再生音声を楽しもうとした場合には、各リスナの多数個のスピーカの配置位置に対する聴取位置により、左右チャンネルなどが所期の音声として聴取できなくなる場合がある。

この発明は、以上の点にかんがみ、大音量で再生しても隣家や周囲環境への音の伝播を軽減することができると共に、リスナ各人が、良好な再生音場を得られるようにした音響再生システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明による音響再生システムは、
スピーカユニットが、その振動板の前後から出る音が混合可能なように、バッフル板に取り付けられることなく、第１の保持手段により保持されて、リスナの近傍であって当該リスナの頭部中央後方に配置される１個の低域用の第１のスピーカと、
前記リスナの近傍において、前記第１のスピーカの左右に、第２の保持手段により保持されて配置される中高域用の第２及び第３のスピーカと、
マルチチャンネルサラウンド音声である入力音声信号から取得された前方又は後方の少なくとも一方の左チャンネルの音声信号および低域音声信号を合成した左チャンネル合成音声信号と、前記入力音声信号から取得された前方又は後方の少なくとも一方の右チャンネルの音声信号および前記低域音声信号を合成した右チャンネル合成音声信号とを多重化した多重化音声情報を無線送信する送信手段と、
前記送信手段からの前記多重化音声情報を受信し、前記多重化音声情報に対してデ・マルチプレックス処理を行うことにより前記左チャンネル合成音声信号と前記右チャンネル合成音声信号とを取得すると、前記左チャンネル合成音声信号および前記右チャンネル合成音声信号の各々から低域成分および中高域成分を抽出し、前記低域成分を合成して前記第１のスピーカに供給すると共に、前記中高域成分を前記第２および第３のスピーカに供給する受信分配手段と
を備えることを特徴とする。

この発明においては、第１のスピーカは、リスナの近傍に保持されるので、この第１のスピーカを大音量で鳴らさなくても、リスナには大音量で聴取させるようにすることが容易である。

そして、第１のスピーカのスピーカユニットはバッフル板に取り付けられていないため、音響再生された音声は、スピーカユニットの振動板の前後から放音される。スピーカユニットの振動板の前と後から出てくる音は、互いに反対の位相（逆位相）となるので、外部に伝播する音は互いに打ち消し合って、減衰される。特に低域ほど、この減衰が大きいので、この発明によれば低域音声は著しく軽減される。

そして、この発明においては、第１のスピーカの左右に第２および第３のスピーカが配置されるが、これら第２および第３のスピーカは、中高域用であるので、小型のスピーカとすることができ、リスナ各人の近傍に第１のスピーカと共に配置することができる。したがって、リスナ各人が、それぞれ良好な再生音場を得ることができる。

この発明による音響再生システムによれば、周囲への騒音として問題となる低域の再生音声を低減することができると共に、リスナ各人が、それぞれ良好な再生音場を得ることができる。

以下、この発明による音響再生システムの幾つかの実施形態を、図を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
この第１の実施形態の音響再生システムは、ＤＶＤプレーヤで再生された映像信号および音声信号を用いて、また、テレビ受像機で受信したデジタル放送信号を用いて、映像監視および５．１チャンネルのサラウンド音声聴取を行う場合の例である。

図１は、この第１の実施の形態による音響再生システムの概要を示す図である。

図１に示すように、この第１の実施の形態の音響再生システムは、テレビチューナを内蔵すると共に２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲを具備する映像モニター装置としてのテレビ受像機１と、ＤＶＤプレーヤ２と、音声信号出力装置部３と、音声信号受信分配部４と、ユーザ５の近傍であって、その頭部後方に設けられた第１のスピーカ６、第２および第３のスピーカ７Ｌおよび７Ｒとを備えて構成されている。音声信号受信分配部４は、単独でも、この発明の音響再生システムの実施形態となるものである。

第１のスピーカ６は低域用スピーカであって、この実施形態では、リスナ５のほぼ頭部中央後方に配置される。また、第２および第３のスピーカ７Ｌおよび７Ｒは、中高域用スピーカであって、この例では、低域用スピーカ６の両側において、その放音方向がリスナ５の左右の耳の方向にそれぞれ向けられて配置される。

この第１の実施の形態では、５．１チャンネルサラウンド音声のうちのフロント左右２チャンネルの音声再生用として、テレビ受像機１の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲを用いる。この２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲは、テレビ受像機１に内蔵されていてもよいし、また、テレビ受像機１とは分離独立して設けられていても良い。

そして、この第１の実施形態では、リスナ５の近傍の後方に配置された３個のスピーカ６、７Ｌ、７Ｒには、後述するように、低域音声信号ＬＦＥに加えて、５．１チャンネルサラウンド音声のうちのリア左右２チャンネル音声の音声信号が、音声信号出力装置部３において仮想音源処理されて供給される。

テレビ受像機１は、デジタル放送信号を受信することができるチューナを備え、受信したデジタル放送信号から、デジタル放送番組の映像信号および音声信号を再生し、テレビ受像機１の表示画面１Ｄに、デジタル放送番組の再生映像を表示すると共に、スピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲによりデジタル放送番組の再生音声を音響再生する。

この場合、デジタル放送番組の音声がマルチチャンネルサラウンド音声であるときには、スピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲから放音されるデジタル放送番組の再生音声は、フロント左右２チャンネルの音声に、センターチャンネル、リア左右２チャンネルなどの音声が含まれている。

そして、この実施の形態では、テレビ受像機１で受信されて再生された音声信号Ａｕ１は、音声信号出力装置部３に供給される。

ＤＶＤプレーヤ２は、ＤＶＤに記録されている映像信号および音声信号を再生して出力する。この例では、ＤＶＤプレーヤ２で再生された映像信号Ｖｉは、テレビ受像機１に供給されて、表示画面１Ｄに、前記再生映像信号Ｖｉによる再生映像が表示される。また、ＤＶＤプレーヤ２で再生された音声信号Ａｕ２は、この例では、音声信号出力装置部３に供給される。

音声信号出力装置部３は、この実施の形態では、５．１チャンネルのマルチチャンネルサラウンド音声方式に対応するデコード機能を備え、テレビ受像機１で受信したデジタル放送番組の音声を５．１チャンネルサラウンド音声で再生する際には、ユーザ５の両耳の近傍であって、リスナ５の頭部後方に設けられている第１〜第３のスピーカ６，７Ｌおよび７Ｒに供給する音声信号を生成する。そして、音声信号出力装置部３は、生成した第１〜第３のスピーカ６，７Ｌ，７Ｒに供給する音声信号を多重化（マルチプレックス）して、この例では電波を用いて音声信号受信分配部４に無線送信する。

音声信号受信分配部４は、音声信号出力装置部３から電波を受信し、その受信した電波から多重化されている音声信号を抽出し、デ・マルチプレックスおよび帯域分割により分離して、第１のスピーカ６に供給する音声信号と、第２および第３のスピーカ７Ｌおよび７Ｒに供給する音声信号とを分離し、それぞれ第１のスピーカ６と、第２および第３のスピーカ７Ｌおよび７Ｒに供給する。

なお、音声信号出力装置部３から音声信号受信分配部４への無線送信は、電波に限らず、超音波や光を用いるようにしても良い。

また、音声信号出力装置部３は、ＤＶＤプレーヤ２で再生した映像および音声の再生時には、ユーザ５の両耳の近傍であって、リスナ５の頭部後方に設けられる３個のスピーカ６，７Ｌ，７Ｒに供給する音声信号のみではなく、テレビ受像機１の左右２チャンネル用の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに供給する音声信号を生成し、それぞれ対応する各スピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに供給するようにする。

この第１の実施の形態では、音声信号出力装置部３は、テレビ受像機１の左右２チャンネル用の２個のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに対しては、フロント左チャンネルの音声信号Ｌとセンターチャンネルの音声信号Ｃとの和信号およびフロント右チャンネルの音声信号Ｒとセンターチャンネルの音声信号Ｃとの和信号を供給する。

また、音声信号出力装置部３は、リスナ５の近傍であって、頭部後方の３個のスピーカ６，７Ｌおよび７Ｒに対しては、後述するいわゆる仮想音源処理されたリア左および右チャンネルの音声信号ＲＬ＊と低域音声信号ＬＦＥとの和信号の低域成分、仮想音源処理されたリア左チャンネルの音声信号ＲＬ＊と低域音声信号ＬＦＥとの和信号の中高域成分および仮想音源処理されたリア右チャンネルの音声信号ＲＲ＊と低域音声信号ＬＦＥとの和信号の中高域成分を、それぞれ供給する。

［第１の実施の形態のスピーカ配置例］
次に、図２に、以上説明したこの第１の実施の形態における音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明する。

図２に示すように、この実施形態においては、リスナ５の前方の、左側にフロント左チャンネル用スピーカ１１ＦＬが、右側にフロント右チャンネル用スピーカ１１ＦＲが、それぞれ配置される。

これらのスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲは、この例では、テレビ受像機１に内蔵されているので、例えば小型のスピーカボックス１２ＦＬ，１２ＦＲの前面側（例えばテレビ受像機の前面パネル）をバッフル板として、それぞれ用のスピーカユニット１３ＦＬ，１３ＦＲが取り付けられたもので構成されている。これらのスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲは、どのチャンネルかを区別する必要がないときには、以下、フロントスピーカと称する。

そして、この実施形態では、リスナ５の左右の耳の近傍であって、頭部後方において、３個のスピーカ６，７Ｌ，７Ｒが配置される。そして、そのうちのスピーカ６は、低域用であって、この実施形態では比較的口径の大きい楕円スピーカが用いられ、リスナ５の頭部中央後方（頭部の真後ろ）に配置される。そして、このスピーカ６は、そのスピーカユニットの振動板の前後から放射される音が混合可能となるように、当該スピーカユニットはスピーカボックスには収納されてはおらず、かつ、バッフル板に取り付けられない、いわゆる裸のスピーカの構成とされる。

また、スピーカ７Ｌ，７Ｒは、中高域用のスピーカであって、スピーカ６よりも小さい口径のスピーカとされ、スピーカ６の左右両脇において、リスナ５の頭部後方から、その振動板がそれぞれリスナ５の左右の耳に対向するように配置される。この場合、スピーカ６と同様に、バッフル板には取り付けない裸のスピーカの構成とされる。しかし、これら中高域再生用のスピーカ７Ｌ，７Ｒは、バッフル板に取り付けられると共に、スピーカボックスに収納されても良い。

そして、この実施の形態では、リスナ５の近傍の頭部後方中央に配置されるスピーカ６には、仮想音源処理されたリア左および右チャンネルの音声信号ＲＬ＊と低域音声信号ＬＦＥとの和信号の低域成分が供給されて、このスピーカ６から低域音が放音されるようにされている。したがって、この実施の形態では、スピーカ６は、サブウーハと同等の働きをする。

このように構成される結果、ＬＦＥチャンネルの低域音は、リスナ５の頭部後方のスピーカ６により、リスナの耳の近傍で放音されるため、リスナ５には大音量で聴取される。しかし、リスナ５から離れた位置では、スピーカ６のスピーカユニットの振動板の前と後から出てくる音が、互いに１８０度位相が異なり、互いに打ち消し合うため、殆ど聴取されないようになる。これにより、従来のように低域の音が隣家などの周囲に伝播して、迷惑をかけてしまうという事態を防止することができる。

低域の音の減衰を確かめるために、無響室において、図３に示すように、サブウーハ用とされる例えば１７センチメートルの口径のスピーカユニット１１ＳＷからの音を、スピーカユニット１１ＳＷから距離ｄだけ離れた位置のマイクロホン１４で収音して、その音圧レベルの周波数特性を測定したところ、図４に示すようなものとなった。この場合、スピーカユニット１１ＳＷは、ボックスに収納したり、バッフル板に取り付けたりされてはいない。

図４における４個の周波数特性曲線は、同図に示すように、前記スピーカユニット１１ＳＷとマイクロホン１４との距離ｄが、それぞれｄ＝１０センチメートル、ｄ＝２０センチメートル、ｄ＝４０センチメートル、ｄ＝８０センチメートルの時のものである。

この図４から、スピーカユニットをボックスに入れない裸のスピーカの構成にすると、１ｋＨｚ以下の音はかなり減衰することが分かり、特に低域の音になるほどその減衰量が大きいことが確かめられた。

そして、この実施形態の場合、スピーカ６と、リスナ５の左耳、右耳との間のそれぞれの距離ｄｓｗは、低域の音がリスナ５の耳にそれほど減衰されること無く伝達される距離、この例では、ｄｓｗ＝２０センチメートル程度とされる。

例えば、スピーカ６とリスナ５の耳までの距離を２メートルとした一般的なものに対して、この実施形態では、スピーカ６とリスナ５の両耳のそれぞれとの距離は、２０センチメートルとした場合、この実施形態の場合には、従来のものと比較して距離が１／１０になる。

このために、この実施形態において、リスナ５が同じ音圧を感じるために必要なエネルギーは、上述の一般的なものの場合の１/１００でよいことになる。つまり、上述の一般的な例で仮に１００Ｗ（ワット）のアンプを必要としていた場合には、この実施形態の場合には、１Ｗのアンプでも同じ音圧を感じることになる。

この実施形態では、スピーカに供給する音声信号出力の違いによるだけでも音の拡散が小さい上に、低い音、例えば２０Ｈｚ,３０Ｈｚ,４０Ｈｚ当たりになると、位相の点でキャンセルし、サブウーハの役割をするスピーカ６のスピーカユニットのごく近傍以外ではほとんど音は聴こえなくなる。その一方で、ＤＶＤソフトに含まれる迫力ある音響効果は、この低音の帯域に大きなエネルギーを収録することで得るようにしてあるため、防音の効果はより大きくなる。

以上の構成により、低域音のみに注目して、当該低域音のみを減衰させることを考えた場合には、十分に効果が得られる。

５．１チャンネルサラウンド音声の場合、さらにセンターチャンネルの音声およびリア左右２チャンネルの音声がある。従来は、センターチャンネルの音声用スピーカ１１Ｃは、図２で、リスナ５の前方において点線で示すように、スピーカボックス１２Ｃの前面側をバッフル板として、スピーカユニット１３Ｃが取り付けられたものが、図示のように、リスナ５の前面側に配置される。

しかし、この実施の形態では、センターチャンネルの音声は、それ専用のスピーカ１１Ｃを設けずに、テレビ受像機の２個のスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲに、均等に分配して供給することにより、音響再生するようにする。すなわち、センターチャンネルの音声信号Ｃは、フロント左右２チャンネルの音声信号ＬおよびＲにそれぞれ加算して、スピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲのそれぞれに供給して、これらスピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲにより音響再生するようにする
同様に、従来は、リア左右２チャンネルの音声用スピーカ１１ＲＬおよび１１ＲＲは、図２で、リスナ５の後方において点線で示すように、小型のスピーカボックス１２ＲＬおよびＲＲのそれぞれに、当該スピーカボックスの前面側をバッフル板として取り付けられたリア用のスピーカユニット１３ＲＬおよび１３ＲＲが配置されるものである。

しかし、この実施形態では、リア左右２チャンネルの音声は、リスナ５の両耳近傍の２個のスピーカ７Ｌおよび７Ｒにより、音響再生するようにする。すなわち、リア左チャンネルの音声信号ＲＬは仮想音源処理した音声信号ＲＬ＊とし、リスナ５の後方において左耳に対向するスピーカ７Ｌに供給して音響再生する。さらに、リア右チャンネルの音声信号ＲＲは仮想音源処理した音声信号ＲＲ＊とし、リスナ５の後方において右耳に対向するスピーカ７Ｒに供給して音響再生する。

スピーカ７Ｌおよび７Ｒは、スピーカ６と同様に、リスナ５の耳までの距離が小さいので、リア左右２チャンネル音声信号ＲＬおよびＲＲについても、その音域での放射エネルギーを小さくして、防音に寄与させることができる。

そして、リスナ５の後方において耳元近くに配置したスピーカ７Ｌ，７Ｒにより、仮想音源処理したリア左右２チャンネルの音声を音響再生することは、元々、リア左右２チャンネル音声は、リスナ５の背面からの残響音等が主な音源であるため、それほど定位位置が重要でないことから、省スピーカ、低騒音を実現しながら、良好なサラウンド音声を得ることができるという効果がある。

以上のことを考慮した、スピーカ配置の例としては、例えばマッサージチェアのような構造の椅子に、それぞれスピーカを設置する方法が考えられる。

図５は、その場合の一例を説明するための図であり、前述したリスナ５の頭部後方中央に配置されるべきスピーカ６と、その両脇の２個のスピーカ７Ｌおよび７Ｒとが、椅子２０の背もたれ部２１の頂部２１ａに装着された構造とされたものを示す図である。

この例においては、例えば、椅子２０は、飛行機のビジネスクラスのシートのような構造で、椅子２０の背もたれ部２１の頂部２１ａに、スピーカ保持具２２が取り付けられ、このスピーカ保持具２２に、３個のスピーカ６，７Ｌ，７Ｒが取り付けられて保持される。すなわち、この例では、第１のスピーカ６を保持する第１の保持手段と、第２および第３のスピーカを保持する第２の保持手段とは、一つのスピーカ保持具２２により構成されている。

図６（Ａ），（Ｂ）は、スピーカ保持具２２の一例を示す図である。このスピーカ保持具２２は、例えばアルミニュームなどの金属からなるパイプ２２１により構成されている。図６（Ｂ）に示すように、パイプ２２１は扁平のリング状に構成され、そのリングにより形成される空間に、スピーカ６と、スピーカ７Ｌ，７Ｒとが固定保持される構造となっている。

パイプ２２１は、扁平なリング状形状に構成されており、かつ、そのリング状部分が、図５に示すように、リスナ５の頭部の後方における設置状態において、リスナ５の右側方から見たとき、ほぼコ字状に構成されている。すなわち、この例の場合、パイプ２２１の、左右の端部のスピーカ７Ｌ，７Ｒの取り付け部は、スピーカ７Ｌ，７Ｒの振動板がリスナ５の左右の耳に対向するように、リスナ５の頭部側に若干折り曲げられた構造となっている。

そして、このリング状パイプ２２１には、椅子２０の背もたれ部２１に取り付けるための取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂが連結して設けられており、この取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂにより、椅子２０の背もたれ部２１に、例えば取り外し可能に取り付けられることができるようにされている。すなわち、例えば椅子２０の背もたれ部２１の頂部２１ａには、取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂが挿入嵌合する長孔（図示は省略）が設けられており、取り付け脚部２２２ａ、２２２ｂが、当該背もたれ部２１の長孔に挿入嵌合されることにより、取り付け固定されるように構成されている。

そして、このリング状パイプ２２１の、リスナ５が椅子２０に座ったときに、リスナ５の頭部中央後方となる位置に、スピーカ６がパイプ２２１に固定されて保持される。また、リング状パイプ２２１の、スピーカ６の左右両脇の位置に、スピーカ７Ｌ，７Ｒが、パイプ２２１に固定されて保持される。

この例の場合、リスナ５が椅子２０に座ったとき、スピーカ６、７Ｌ、７Ｒと、リスナ５の頭部（特に耳）との距離は、この例では、２０センチメートル程度となるように、構成されている。

そして、各スピーカ６、７Ｌ、７Ｒへの対応するチャンネルの音声信号は、この例では、音声信号受信分配部３から、それぞれ信号線（スピーカケーブル）を通じて供給されるように構成されている。

［第１の実施の形態における音声信号出力装置部３の構成例］
図７は、この第１の実施形態における音声信号出力装置部３の構成例を示すブロック図である。この第１の実施の形態における音声信号出力装置部３は、音声信号処理部３００と、マイクロコンピュータからなる制御部１００とを備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１に対して、システムバス１０２を通じて、ソフトウエアプログラムなどが格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、ワークエリア用のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４、複数個の入出力ポート１０５〜１０８、ユーザ操作インターフェース部１１０、頭部リア伝達関数記憶部１１１などが接続されて構成されている。なお、ユーザ操作インターフェース部１１０は、音声信号出力装置部３に対して直接的に設けられるキー操作部などの他、リモートコマンダとリモコン受信部とで構成されるものを含むものである。

前述したように、この実施の形態では、音声信号出力装置部３は、テレビ受像機１からの音声信号Ａｕ１と、ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２とを受信することが可能とされており、これら受信された音声信号Ａｕ１およびＡｕ２は、入力選択用スイッチ回路３０１に供給される。

この入力選択用スイッチ回路３０１は、ユーザ操作インターフェース部１１０を通じたユーザの選択操作に応じて、制御部１００の入出力ポート１０５を通じた切り替え信号により切り替えられる。すなわち、ユーザにより、テレビ受像機１からの音声が選択された場合には、スイッチ回路３０１は、音声信号Ａｕ１を選択するように切り替えられ、また、ＤＶＤプレーヤ２からの音声が選択された場合には、スイッチ回路３０１は、音声信号Ａｕ２を選択するように切り替えられる。

そして、このスイッチ回路３０１で選択された音声信号は、５．１チャンネルデコード部３０２に供給される。５．１チャンネルデコード部３０２では、スイッチ回路３０１からの音声信号Ａｕ１またはＡｕ２を受けて、チャンネルデコード処理をして、フロント左右チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒと、センターチャンネルの音声信号Ｃと、リア左右チャンネルの音声信号ＲＬ，ＲＲと、低域音声信号ＬＦＥを出力する。

５．１チャンネルデコード部３０２からのフロント左チャンネルの音声信号Ｌと、センターチャンネルの音声信号Ｃとは、合成部３０３に供給されて合成され、その合成出力音声信号（Ｌ＋Ｃ）が、アンプ３０５を通じて音声出力端子３０７に導出される。この出力端子３０７に得られる音声信号は、テレビ受像機１の一方のスピーカ１１ＦＬに供給される。

また、５．１チャンネルデコード部３０２からのフロント右チャンネルの音声信号Ｒと、センターチャンネルの音声信号Ｃとは、合成部３０４に供給されて合成され、その合成出力音声信号（Ｒ＋Ｃ）が、アンプ３０６を通じて音声出力端子３０８に導出される。この出力端子３０８に得られる音声信号は、テレビ受像機１の他方のスピーカ１１ＦＲに供給される。

アンプ３０５および３０６は、音声信号出力を遮断するミューティング機能を備えており、制御部１００の入出力ポート１０７を通じたミューティング信号によりミューティング制御されるように構成されている。

そして、この実施の形態では、テレビ受像機１からの音声信号Ａｕ１を受信するときには、テレビ受像機１のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲからは、テレビ受像機１で再生された音声信号が音響再生されるので、アンプ３０５および３０６は、ミューティング制御されて、音声信号出力装置部３からの音声信号が、テレビ受像機１のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに供給されないように遮断される。

一方、ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２を受信するときには、アンプ３０５および３０６は、ミューティング制御されず、音声信号出力装置部３からの音声信号が、テレビ受像機１のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに供給される。

なお、アンプ３０５および３０６をミューティング制御する構成に代えて、５．１チャンネルデコード部３０２において、テレビ受像機１からの音声信号のデコード時には、フロント左右チャンネルの音声信号Ｌ、Ｒおよびセンターチャンネルの音声信号Ｃをデコード出力しないように構成しても良い。その場合には、そのための制御信号は、入出力ポート１０６を通じて供給するようにすれば良い。

次に、５．１チャンネルデコード部３０２でデコードされて得られたリア左右２チャンネルの音声信号ＲＬ，ＲＲは、仮想音源処理部としてのリア伝達関数畳み込み回路３１０に供給される。

リア伝達関数畳み込み回路３１０は、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部リア伝達関数記憶部１１１に用意されている頭部リア伝達関数を、５．１チャンネルデコード部３０２からのリア左右２チャンネルの音声信号ＲＬとＲＲに対して、畳み込むようにする。

このため、リア伝達関数畳み込み回路３１０では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部リア伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。

頭部リア伝達関数は、この例では、次のようにして測定されて求められ、頭部リア伝達関数記憶部１１１に格納される。図８は、頭部リア伝達関数の測定方法を説明するための図である。

すなわち、図８（Ａ）に示すように、リスナ５の左右両耳の近傍に、左チャンネル測定用マイクロホンＭＬおよび右チャンネル測定用マイクロホンＭＲを設置する。次に、リスナ５の後方の、通常、リア左チャンネル用スピーカを配置するような場所に、当該リア左チャンネル用スピーカ１１ＲＬを配置する。そして、このリア左チャンネル用スピーカ１１ＲＬで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホンＭＬ，ＭＲで収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ１１ＲＬからの左右の耳までの伝達関数（リア左チャンネルについての頭部リア伝達関数）を測定する。

同様にして、リア右チャンネル用スピーカ１１ＲＲで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホンＭＬ，ＭＲで収音し、その収音した音声信号から、リアスピーカ１１ＲＲからの左右の耳までの伝達関数（リア右チャンネルについての頭部リア伝達関数）を測定する。

なお、頭部リア伝達関数は、リアスピーカ１１ＲＬおよび１１ＲＲを、例えば、リスナ５の後方中央から左右に３０度で、２ｍの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。

伝達関数について更に補足する。例えば図８（Ａ）において、左後方から左耳に来る伝達関数を伝達関数Ａとする。次に、図８（Ｂ）に示すように、耳の近傍にあるスピーカ７ＬからマイクロホンＭＬまでの伝達関数を測定し得た伝達関数を伝達関数Ｂとする。そして、伝達関数Ｂに、ある伝達関数Ｘを掛けると伝達関数Ａになる様な伝達関数Ｘを求め、近傍のスピーカ７Ｌに送り込まれる信号音に、求めた伝達関数Ｘを畳み込めば、そのときにスピーカ７Ｌから放音される音は、あたかも左後方２ｍから来たように感じる訳である。右チャンネルについても同様にして、伝達関数を求めることができる。

なお、必ずしも伝達関数Ｘを求めればよい訳ではなく、場合により伝達関数Ａだけでもよいこともある。なお、以上の説明は、伝達関数の１つを代表して記述したが、図８にも示されるように、伝達関数は、実際には複数あることは言うまでもない。

以上のようにして測定された頭部リア伝達関数が頭部リア伝達関数記憶部１１１に記憶され、リア伝達関数畳み込み回路３１０に、入出力ポート１０８を通じて供給されて、リア伝達関数畳み込み回路３１０において畳み込まれる。これにより、このリア伝達関数畳み込み回路３１０からの音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊を、両耳近傍に配置したスピーカ７Ｌおよび７Ｒに供給して音響再生したときには、リスナ５は、あたかも、後方の左右のリアスピーカ１１ＲＬおよび１１ＲＲから音声が放音されたように、再生音声を聴取する。

このときの仮想音源処理されたリア左右チャンネルの音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊のレベルは、スピーカ１１ＲＬおよび１１ＲＲに供給する場合の信号レベルよりも、低いレベルでよい。スピーカ７Ｌおよび７Ｒは、リスナ５の耳の近傍にあるからである。

この明細書では、上述の頭部伝達関数畳み込みにより、仮想的なスピーカ位置から音声が放音されるように聴取されることから、以上の処理を仮想音源処理と呼ぶものである。

以上のようにして、リア伝達関数畳み込み回路３１０からの仮想音源処理がなされた音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊は、合成部３１１および３１２に供給される。合成部３１１および３１２には、５．１チャンネルデコード部３０２からの低域音声信号ＬＦＥが供給される。

そして、この合成部３１１および３１２の出力音声信号は、それぞれスピーカ７Ｌおよび７Ｒに供給すべき信号である。この合成部３１１および３１２の出力音声信号は、多重化部３１３に供給されて多重化（マルチプレックス）され、無線送信部３１４から、音声信号受信分配部４に無線送信される。

［音声信号受信分配部の構成例］
音声信号受信分配部４は、この実施形態では、図９に示すように構成されている。音声信号出力装置部３から無線送信されてくる信号は、無線受信部４１で受信され、多重デコード部４２に供給される。多重デコード部４２では、当該受信した信号に多重化されている音声信号がデ・マルチプレックス処理されて、２チャンネルの信号ＲＬ＊およびＲＲ＊がデコードされる。

この多重デコード部４２からの２チャンネルの信号ＲＬ＊およびＲＲ＊は、それぞれ帯域分割回路４３Ｌおよび４３Ｒに供給される。これら帯域分割回路４３Ｌおよび４３Ｒのそれぞれにおいては、入力された信号ＲＬ＊およびＲＲ＊を、低域成分ＳＬＬおよびＳＬＲと、中高域成分ＳＨＬおよびＳＨＲとに分離する。例えば、２００Ｈｚよりも低い周波数成分を低域成分とし、２００Ｈｚよりも高い周波数成分を中高域成分とする。この分離周波数は、２００Ｈｚに限られるものではなく、例えば１００Ｈｚでも良い。

そして、帯域分割回路４３Ｌからの左チャンネル中高域成分ＳＨＬは、アンプ４４Ｌを通じてスピーカ７Ｌに供給される。また、帯域分割回路４３Ｒからの右チャンネル中高域成分ＳＨＲは、アンプ４４Ｒを通じてスピーカ７Ｒに供給される。

さらに、帯域分割回路４３Ｌおよび帯域分割回路４３Ｒからの低域成分ＳＬＬおよびＳＬＲは、合成器４５に供給されて合成され、その合成出力信号ＳＬが、アンプ４６を通じてスピーカ６に供給される。

したがって、スピーカ６は、サブウーハとして、主として低域音声信号ＬＦＥを音響再生すると共に、スピーカ７Ｌおよび７Ｒは、仮想音源処理されたリア左右チャンネルの中高域の音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊を音響再生する。

なお、音声信号受信分配部４を設けずに、音声信号出力装置部３からスピーカケーブルを通じて、第１〜第３のスピーカ６，７Ｌ，７Ｒに、対応する音声信号を供給するように構成してももちろん良い。

以上のようにして、図５に示した椅子２０にマルチチャンネル用スピーカを取り付けた、第１の実施形態の音響再生システムによれば、椅子２０に座ったリスナ５は、チャンネル数よりも少ない数のスピーカを用いて、大音量で、臨場感のあるマルチチャンネル音声を楽しむことができると共に、周囲への音の漏れを大幅に減少させることができる。

特に、この実施形態では、低音再生用のスピーカ６をボックスに収納せずにリスナ５の近傍、頭部後方において耳の近くに配置するようにしたことにより、重低音が隣接した部屋に漏れるのを大幅に減衰させることができる。また、前述したように、リア左右チャンネルの音声も、リスナ５の耳の近傍のスピーカ７Ｌ，７Ｒにより、仮想音源処理したものとして放音するようにしたので、その音声信号レベルを低くすることができる。したがって、低音のみでなく、周囲への音の漏れのレベルをさらに低くすることができる。このため、例えば深夜のＤＶＤ鑑賞でも、他者を気にせずに、十分な音量で楽しむことができる。

また、スピーカ６，７Ｌ，７Ｒは、リスナの耳の近傍に配置したので、音声信号出力パワーは極端な場合、従来の場合の１/１００程度にすることができ、省エネルギー化ができ、また、ハードウエア（出力アンプ）のコストを大幅に引き下げることができる。さらに、音声出力パワーは、小さなパワーで済むことで、スピーカは大きなストロークを必要としない薄く、軽い、安価なスピーカを用いることができるという利点もある。また、音声出力パワーが小さくなることにより、発熱が減り、電源などの装置の小型化も出来るため、電池駆動も可能で、椅子等のデザインの中に埋め込むことが出来る。

したがって、トータルで音響再生システムの省エネルギー化が実現でき、かつ、鑑賞する人の満足度を落とさず、周りへの騒音も減らす音響再生システムを提供できるメリットがある。

通常の防音窓においても、５ｋＨｚで４５ｄＢ減衰できる性能があっても、１ｋＨｚでは３６ｄＢ、１００Ｈｚでは２０ｄＢまで落ちてくる。まして、５０Ｈｚ以下では、さらに減衰量は少なくなるため、この実施形態によるサブウーハの防音効果は著しく、部屋の防音工事までして、映像音響再生を楽しむことを考えると、その節約できる費用効果は非常に大きなものがある。

なお、上述の第１の実施の形態の説明では、ＤＶＤプレーヤ２の再生時には、音声信号Ａｕ２は、音声信号出力装置部３を介してテレビ受像機１のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに供給するようにしたが、ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２をテレビ受像機１に供給するようにして、デジタル放送番組の受信時と同様に、スピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲからは、５．１チャンネルの音声が混合された音声が放音されるようにしても良い。その場合には、音声信号出力装置部３からテレビ受像機１のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲに供給される音声信号系路は、不要となる。

なお、音声信号受信分配部は、椅子２０の座面の下などの所定の位置に設けるようにすることができる。

また、音声信号出力装置部３は、マルチチャンネル音声信号の供給源、テレビ受像機１やＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２を、信号ケーブルを通じて受け取るように構成することもできるが、それでは、テレビ受像機１やＤＶＤプレーヤ２と椅子との間を信号ケーブルで接続しておく必要がある。

そこで、ＤＶＤプレーヤなどに、電波や光を用いて、無線でマルチチャンネルの音声信号を送出する手段を設けると共に、音声信号出力装置部３に、当該無線送信されてくるマルチチャンネルの音声信号を受信する受信部を設けることで、ＤＶＤプレーヤ２などとの間の信号ケーブルを不要とすることができる。

このように、ＤＶＤプレーヤなどのマルチチャンネル音声信号の供給源からの音声信号出力を、電波や光で伝送するようにした場合には、ＤＶＤプレーヤなどと音響再生システムとの間はコードレスとなり、例えば音響再生システムを装備した椅子２０は、自由に移動ができるという利点がある。

なお、上述の説明では、フロントスピーカは、テレビ受像機のスピーカを用いるようにしたが、別個に専用のフロントスピーカを設けるようにしても勿論よい。その場合に、センターチャンネル用のスピーカも設けるようにしても良い。

なお、上述の実施形態では、左右フロントチャンネルおよびセンターチャンネルは、テレビ受像機のスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲを用いて音響再生するようにしたが、これらの左右フロントチャンネルおよびセンターチャンネルの音声信号も、仮想音源処理をして、その中高域成分をスピーカ７Ｌ，７Ｒに供給するようにすることもできる。

その場合には、テレビ受像機１のスピーカ１１ＦＬ，１１Ｆ１Ｒへの音声信号は、ミューティングされる。すなわち、例えば、リモコンにより音声信号出力装置部３および音声信号受信分配部４に電源を投入すると、テレビ受像機１では、スピーカ１１ＦＬ，１１ＦＲへの音声信号は、ミューティングされるように制御するとよい。

［第２の実施の形態］
上述の第１の実施形態は、室内において、椅子に座って、ディスプレイ画面を観ながら５．１チャンネルのサラウンド音声を楽しむように構成した場合である。これに対して、第２の実施形態は、自動車の車内で、音楽を音響再生して楽しむ場合の例である。

この第２の実施形態においても、５．１チャンネルのサラウンド音声の再生ができるようにするが、この第２の実施形態では、５．１チャンネルのサラウンド音声チャンネルのすべてを、リスナ５の近傍に設けた３個のスピーカ６，７Ｌ，７Ｒにより、放音するようにして、低騒音化および省エネルギー化の効果を最大に発揮することができるようにした場合である。

また、この第２の実施形態では、運転者であるリスナと、例えば助手席に乗車しているリスナとが、共に最適な環境で、５．１チャンネルサラウンド音声を享受することができるように構成する。

図１０は、この第２の実施の形態の音響再生システムの概要を示す図である。この図１０において、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

この第２の実施形態では、図１０に示すように、運転席９１と助手席９２とに、それぞれ前述した３個のスピーカが配置される。すなわち、運転席９１に座るリスナ５１に対しては、この例では、運転席９１の座席シートのヘッドレスト部分９１１に、リスナ５１の頭部中央後方に低域用スピーカ６１が、その左右両脇に中高域用のスピーカ７１Ｌおよび７２Ｒが配置される。

また、助手席９２に座るリスナ５２に対しては、この例では、助手席９２の座席シートのヘッドレスト部分９２１に、リスナ５２の頭部中央後方に低域用スピーカ６２が、その左右両脇に中高域用のスピーカ７２Ｌおよび７２Ｒが配置される。

低域用スピーカ６１および６２は、第１の実施形態のスピーカ６と同様の構成の裸のスピーカとされる。また、中高域用のスピーカ７１Ｌおよび７１Ｒ、スピーカ７１Ｌおよび７２Ｒは、それぞれ第１の実施形態のスピーカ７Ｌおよび７Ｒと同様に構成され、この例では、裸のスピーカの構成とされる。中高域用のスピーカ７１Ｌおよび７１Ｒ、スピーカ７１Ｌおよび７２Ｒは、裸のスピーカの構成ではなく、バッフル板に取り付け、スピーカボックスに収納するようにしても良いことは、第１の実施形態と同様である。

そして、図１０に示すように、この第２の実施の形態では、第１の実施形態における音声信号出力装置部３の代わりに音声信号出力装置部３０が設けられる。この音声信号出力装置部３０は、後述するように、第１の実施形態における音声信号出力装置部３とは、フロント左右チャンネルの音声信号をも仮想音源処理して、音声信号受信分配部４に送信する２チャンネルの信号を生成する点が異なる。

また、第２の実施形態においては、この音声信号出力装置部３０にはＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）プレーヤ８からの音声信号Ａｕ３とが供給される。ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２は、５．１チャンネルサラウンド音声の場合を含むが、ＣＤプレーヤ８からの音声信号Ａｕ３は、左右２チャンネルの音声信号である。

そして、この第２の実施形態の音声信号出力装置部３０では、ＤＶＤプレーヤ２やＣＤプレーヤからの左右２チャンネルの音声信号が入力されるときには、後述するように、フロント左右２チャンネルの音声信号についての仮想音源処理を行って、音声信号受信分配部４に送信する２チャンネルの音声信号を生成して、音声信号受信分配部４に送信する。

音声信号受信分配部４では、前述した第１の実施形態で説明したようにして、受信した信号から２チャンネルの音声信号にデコードし、その２チャンネルの音声信号から、低域成分と、左右２チャンネルの中高域成分とを分離して、３個のスピーカ６１，７１Ｌ，７１Ｒおよび６２，７２Ｌ，７２Ｒのそれぞれに供給する信号を生成するようにする。

そして、音声信号受信分配部４からの、低域成分ＳＬＬおよびＳＬＲを合成して生成した低域成分ＳＬは、運転席９１の低域用スピーカ６１に供給されると共に、助手席９２の低域用スピーカ６２に供給される。

また、音声信号受信分配部４からの、左チャンネル中高域成分ＳＨＬは、運転席９１の左チャネル用の中高域用スピーカ７１Ｌに供給されると共に、助手席９２の左チャンネル用の中高域用スピーカ７２Ｌに供給され、また、右チャンネル中高域成分ＳＨＲは、右チャンネル用の運転席９１の中高域用スピーカ７１Ｒに供給されると共に、助手席９２の右チャンネル用の中高域用スピーカ７２Ｒに供給される。

なお、音声信号受信分配部４を、運転席９１用と、助手席９２用との２個を設けて、それぞれの音声信号受信分配部４で、音声信号出力装置部３０からの信号を受信して、それぞれのスピーカ６１，７１Ｌ，７１Ｒ、および、スピーカ６２，７２Ｌ，７２Ｒに供給する音声信号を生成するようにしてもよい。

また、音声信号出力装置部３０と、音声信号受信分配部４との間は、無線送受信ではなく、ワイヤーハーネスとして、有線（ケーブル）で接続するようにしても、もちろん良い。

［第２の実施形態のスピーカ配置例］
この第２の実施形態では、自動車の座席シートに対して、前述した３個のスピーカを取り付ける。その取り付け方法の幾つかの例を説明する。

図１１は、スピーカの取り付け配置の第１の例である。なお、図１１は、運転席９１におけるスピーカの取り付け配置例を示すが、助手席においても同様とされる。

この例においては、自動車の座席シート９１には、通常、ヘッドレスト９１１が付属するので、低域用スピーカ６１は、そのヘッドレスト９１１内に、バッフル板に取り付けることなく取り付けるようにする。そして、この図１１の例においては、ヘッドレスト９１１の左右端部に、左右２チャンネルの中高域用のスピーカ７１Ｌ，７１Ｒを、バッフル板に取り付けることなく取り付けるようにする。

しかし、この図１１の例のようにした場合、助手席９２では問題にはならないが、運転席９１の場合には、自動車をバック（後方に移動）させるときに、運転者が首を回して後方を確認する際、左右２チャンネルの中高域用のスピーカ７１Ｌ，７１Ｒの位置が邪魔になることがある。

図１２の例は、これを改善した例である。この図１２の例は、中高域用のスピーカ７１Ｌ，７１Ｒは、ヘッドレスト９１１の中の空きスペースに収納するようにした場合である。中高域用のスピーカ７１Ｌ，７１Ｒは、比較的、小型のスピーカユニットを用いることができるので、この図１２の構成は比較的容易に実現できる。

図１３の例も、図１１の例の問題点を改善した例である。この図１３の例においては、低域用スピーカ６１は、そのヘッドレスト９１１内に、バッフル板に取り付けることなく取り付けるようにするが、中高域用スピーカ７１Ｌおよび７１Ｒは、座席シートの背もたれ部分９１２の頂部の左右両肩部分に、バッフル板に取り付けることなく取り付けるようにする。この場合に、中高域用のスピーカ７１Ｌおよび７１Ｒは、図１３（Ｂ）に示すように、リスナ５１の耳の方向が音波の放射方向となるように取り付けられる。

［第２の実施の形態における音声信号出力装置部３の構成例］
図１４は、この第２の実施の形態の音声信号出力装置部３の構成例を示すブロック図である。この第２の実施の形態における音声信号出力装置部３も、前述の実施の形態における音声信号出力装置部３と同様に、音声信号処理部３００と、マイクロコンピュータからなる制御部１００とを備える。

そして、この第２の実施の形態における制御部１００は、第１の実施の形態における制御部１００と比較すると、頭部リア伝達関数記憶部１１１に加えて、頭部フロント伝達関数記憶部１１２を備えると共に、入出力ポート１０９が追加される点が異なる。制御部１００のその他の構成は、第１の実施の形態の場合とほぼ同様である。

また、この第２の実施の形態における音声信号処理部３００においては、第１の実施の形態と同様に、入力選択用スイッチ回路３０１が設けられる。ただし、この第２の実施形態では、この入力選択用スイッチ回路３０１には、ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２と、ＣＤプレーヤ８からの音声信号Ａｕ３とが供給され、ユーザ操作インターフェース１１０を通じた使用者による選択操作に応じて、いずれかの音声信号がこのスイッチ回路３０１から得られる。

そして、この第２の実施の形態における音声信号処理部３００においては、５．１チャンネルデコード部３０２が設けられると共に、第１の実施の形態の場合におけるリア伝達関数畳み込み回路３１０の他に、フロント伝達関数畳み込み回路３２０が設けられる。

そして、５．１チャンネルデコード部３０２では、スイッチ回路３０１で、ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号Ａｕ２が出力される場合であって、ユーザ操作インターフェース１１０において、５．１チャンネルが選択されているときには、チャンネルデコード処理をして、フロント左右チャンネルの音声信号Ｌ，Ｒと、センターチャンネルの音声信号Ｃと、リア左右チャンネルの音声信号ＲＬ，ＲＲと、低域音声信号ＬＦＥを出力する。

５．１チャンネルデコード部３０２からのフロント左チャンネルの音声信号Ｌと、センターチャンネルの音声信号Ｃとは、合成部３０３で合成され、その合成出力音声信号（Ｌ＋Ｃ）が、仮想音源処理部を構成するフロント伝達関数畳み込み回路３２０に供給される。また、５．１チャンネルデコード部３０２からのフロント右チャンネルの音声信号Ｒと、センターチャンネルの音声信号Ｃとは、合成部３０４で合成され、その合成出力音声信号（Ｒ＋Ｃ）が、フロント伝達関数畳み込み回路３２０に供給される。

フロント伝達関数畳み込み回路３２０は、リア伝達関数畳み込み回路３１０と同様の構成を備えるもので、例えばデジタルフィルタを用いて、予め、頭部フロント伝達関数記憶部１１５に用意されている頭部フロント伝達関数を、合成部３０３および３０４からの音声信号に対して、畳み込むようにする。

このため、フロント伝達関数畳み込み回路３２０では、その入力音声信号がデジタル信号ではないときにはデジタル信号に変換され、頭部フロント伝達関数が畳み込まれた後、アナログ信号に戻されて出力される。

頭部フロント伝達関数は、この例では、次のようにして測定されて求められ、頭部フロント伝達関数記憶部１１２に格納される。図１５は、頭部フロント伝達関数の測定方法を説明するための図である。

すなわち、図１５に示すように、リスナ５の左右両耳の近傍に、左チャンネル測定用マイクロホンＭＬおよび右チャンネル測定用マイクロホンＭＲを設置する。次に、リスナ５の前方の、通常、フロント左チャンネル用スピーカを配置するような場所に、当該フロント左チャンネル用スピーカ１１０ＦＬを配置する。そして、このフロント左チャンネル用スピーカ１１０ＦＬで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホンＭＬ，ＭＲで収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ１１０ＦＬからの左右の耳までの伝達関数（フロント左チャンネルについての頭部フロント伝達関数）を測定する。

同様にして、フロント右チャンネル用スピーカ１１０ＦＲで、例えばインパルスを音響再生したときの放音音声を、それぞれのマイクロホンＭＬ，ＭＲで収音し、その収音した音声信号から、フロントスピーカ１１０ＦＲからの左右の耳までの伝達関数（フロント右チャンネルについての頭部フロント伝達関数）を測定する。

なお、頭部フロント伝達関数は、フロントスピーカ１１０ＦＬおよび１１０ＦＲを、例えば、リスナ５の前方中央から左右に３０度で、２ｍの位置にスピーカを置いたときに、各スピーカから耳までの伝達関数を測定し、得た伝達関数とすると良い。

伝達関数について更に補足する。例えば図１５の左前方から左耳に来る伝達関数を伝達関数Ａとする。次に、耳の近傍にある、例えばスピーカ７１Ｌ，７１ＲからマイクロホンＭＬまでの伝達関数を測定し、得た伝達関数を伝達関数Ｂとする。さらに、伝達関数Ｂに、ある伝達関数Ｘを掛けると伝達関数Ａになる様な伝達関数Ｘを求め、近傍のスピーカ７１Ｌに送り込まれる信号音に、求めた伝達関数Ｘを畳み込めば、そのときにスピーカ７１Ｌから放音される音は、あたかも左前方２ｍから来たように感じる訳である。

ただし、必ずしも伝達関数Ｘを求めればよい訳ではなく、場合により伝達関数Ａだけでもよいこともある。なお、以上の説明は、伝達関数の１つを代表して記述したが、図１５にも示されるように、伝達関数は、実際には複数あることは言うまでもない。

以上のようにして測定されて得られた頭部フロント伝達関数が頭部フロント伝達関数記憶部１１２に記憶され、フロント伝達関数畳み込み回路３２０に、入出力ポート１０９を通じて供給されて、フロント伝達関数畳み込み回路３２０において畳み込まれる。

このフロント伝達関数畳み込み回路３２０からは、仮想音源処理されたフロント左チャンネルの音声信号ＦＬ＊にセンターチャンネルの音声信号Ｃが合成されたものと、仮想音源処理されたフロント右チャンネルの音声信号ＦＲ＊にセンターチャンネルの音声信号Ｃが合成されたものとが得られる。

このフロント伝達関数畳み込み回路３２０からの音声信号（ＦＬ＊＋Ｃ）および（ＦＲ＊＋Ｃ）を、リスナ５１あるいは５２の両耳近傍に配置したスピーカ７１，７１Ｒあるいは７２Ｌ，７２Ｒに供給して音響再生したときには、リスナ５は、あたかも、前方の左右のフロントスピーカ１１ＦＬおよび１１ＦＲから音声が放音されたように、再生音声を聴取すると共に、センターチャンネル音声を中央に設置されたスピーカから放音されたように聴取する。

このときの音声信号（ＦＬ＊＋Ｃ）および（ＦＲ＊＋Ｃ）のレベルは、スピーカ１１０ＦＬおよび１１０ＦＲに供給する場合の信号レベルよりも、低いレベルでよい。スピーカ７１Ｌ，７１Ｒまたは７２Ｌ，７２Ｒは、リスナ５の耳の近傍にあるからである。

以上のようにして、仮想音源処理がなされたフロント伝達関数畳み込み回路３２０からの音声信号（ＦＬ＊＋Ｃ）および（ＦＲ＊＋Ｃ）は、合成部３２１および３２２に供給される。合成部３２１および３２２には、５．１チャンネルデコード部３０２からの低域音声信号ＬＦＥが供給される。そして、この合成部３２１および３２２の出力音声信号が、アンプ３２３および３２４を通じて、合成部３３１および合成部３３２に供給される。

また、５．１チャンネルデコード部３０２からのリア左右２チャンネルの音声信号ＲＬおよびＲＲは、前述の第１の実施の形態と同様に、仮想音源処理部を構成するリア伝達関数畳み込み回路３１０に供給される。

そして、頭部リア伝達関数記憶部１１１には、第１の実施の形態で、図８を用いて説明したようにして測定された頭部リア伝達関数が記憶されている。この頭部リア伝達関数記憶部１１１からは頭部リア伝達関数が読み出されて、入出力ポート１０８を通じてリア伝達関数畳み込み回路３１０に供給され、このリア伝達関数畳み込み回路３１０で、５．１チャンネルデコード部３０２からのリア左右２チャンネルの音声信号に畳み込まれる。

そして、フロント伝達関数畳み込み回路３２０からの仮想音源処理された、センターチャンネルの音声信号が合成されているフロント左チャンネルの音声信号は、合成部３２１において、５．１チャンネルデコード部３０２からの低域音声信号ＬＦＥと合成された後、合成回路３３１に供給されて、リア伝達関数畳み込み回路３１０からの仮想音源処理されたリア左チャンネルの音声信号と合成される。

同様にして、フロント伝達関数畳み込み回路３２０からの仮想音源処理された、センターチャンネルの音声信号が合成されているフロント右チャンネルの音声信号は、合成部３２２において、５．１チャンネルデコード部３０２からの低域音声信号ＬＦＥと合成された後、合成回路３３２に供給されて、リア伝達関数畳み込み回路３１０からの仮想音源処理されたリア右チャンネルの音声信号と合成される。

そして、この合成回路３３１および３３２からの合成音声信号が、多重化部３１３に供給されて多重化（マルチプレックス）され、無線送信部３１４から、音声信号受信分配部４に無線送信される。

音声信号受信分配部４は、音声信号出力装置部３から電波を受信し、その受信した電波から多重化されている音声信号を抽出し、デ・マルチプレックスして、左右２チャンネル用の音声信号を分離する。そして、この左右２チャンネル用の音声信号から、低域用のスピーカ６１および６２に供給する信号ＳＬと、中高域用のスピーカ７１Ｌ，７１Ｒおよび７２Ｌ，７２Ｒに供給する信号ＳＨＬおよびＳＨＲとを生成し、それぞれに対応するスピーカに供給する。

したがって、スピーカ６１および６２は、主として低域音声信号ＬＦＥを音響再生すると共に、スピーカ７１Ｌ，７１Ｒおよび７２Ｌ、７２Ｒは、仮想音源処理されたフロント音声信号（ＦＬ＊＋Ｃ）および（ＦＲ＊＋Ｃ）、また、仮想音源処理されたリア音声信号ＲＬ＊およびＲＲ＊を音響再生する。

また、ＣＤプレーヤ８からの左右２チャンネルの音声信号が、スイッチ回路３０１から出力される場合や、ＤＶＤプレーヤ２からの音声信号が左右２チャンネルの音声信号であった場合には、５．１チャンネルデコード部３０２からは、左右２チャンネルの音声信号ＬおよびＲのみが出力され、それがフロント伝達関数畳み込み回路３２０に供給され、フロント伝達関数が畳み込まれて、仮想音源処理がなされる。このときには、リア伝達関数畳み込み回路３１０には、電源が投入されず、この回路３１０は非動作とされる。

そして、このフロント伝達関数畳み込み回路３２０からの２チャンネルの信号が、合成回路３２１，３２２，３３１，３３２を通じて多重化部３１３、無線送信部３１４により、音声信号受信分配部４に供給される。

したがって、このときスピーカ６１と、７１Ｌおよび７１Ｒあるいはスピーカ６２と、７２Ｌおよび７２Ｒでは、左右フロントチャンネルの音声信号を仮想音源処理した音声信号が音響再生されて、あたかもリスナ５１あるいは５２の前側の左右に置かれたフロントスピーカから音声が放音されるように、音響再生がなされる。

以上のようにして、この第２の実施形態においては、リスナ５１，５２の両耳の近傍の、リスナ５１，５２の後方の３個のスピーカのみによって、大音量で、臨場感のあるマルチチャンネル音声を楽しむことができると共に、周囲への音の漏れを大幅に減少させることができ、また、音響再生システムの省エネルギー化が実現できる。

そして、リスナ５１および５２の各人に対しては、それぞれの再生音場が提供されるので、自動車のダッシュボード、ドアなどに固定的に設置されたスピーカにより提供される再生音場の場合のように、リスナの位置により、音像定位が変わるということが無く、常に各リスナに最適の再生音場を提供することができるという効果がある。

また、第１の実施形態でも説明したように、リスナの頭部後方の３個のスピーカにおける音響パワーは、従来の車載オーディオシステムの場合のドアなどにスピーカを配置する場合に比べて大幅に低減できるため、バッテリーの負荷が軽減できるというメリットもある。

なお、上述した第２の実施形態は、マルチサラウンド音声の全てのチャンネルの音声信号について仮想音源処理をして、リスナ５の近傍の、頭部後方の３個のスピーカに供給するようにしたが、この第２の実施形態においても、例えば、自動車のダッシュボードや、ドアに取り付けられたスピーカにより、左右フロントチャンネルの音声を再生し、頭部後方の３個のスピーカでは、リアチャンネルの音声信号を仮想音源処理したものを音響再生するようにしてもよい。

また、５．１チャンネルの全てのチャンネルの音声信号を仮想音源処理して、頭部後方の３個のスピーカで音響再生すると共に、定位が比較的困難であるセンターチャンネルは、自動車のダッシュボード、ドアなどに固定的に設置されたスピーカにより、補助的に提供するようにしてもよい。

［その他の実施の形態または変形例］
なお、低域用のスピーカおよび中高域用の２個のスピーカの配置位置は、上述した実施形態における配置位置に限定されるものではなく、例えば、図１６に示すように、リスナ５の後方において、リスナ５の頭部を中心とした、例えば半径が（ｄｓｗ＋リスナ５の頭部の半径）の球面上の位置であれば、いずれの位置であっても良い。ただし、このスピーカの配置位置としては、図１６に示すように、リスナ５の顔面よりも後方側の区間内であることが望ましい。

なお、低域用のスピーカのスピーカユニットを、その振動板の前後から出る音が混合可能なように取り付ける方法としては、上述の実施形態のようなパイプに取り付ける構造に限られるものではなく、例えば、比較的大きな多数の孔が穿かれた板に、低域用のスピーカユニットを取り付け、それらの多数の孔を通じて、前記振動板の前後から出る音が混合可能なようにされる構成であってもよい。

また、上述の実施の形態では、低域用スピーカおよび中高域用のスピーカは、椅子に対して固定して取り付けるようにしたが、これらのスピーカの保持形式としてはこれに限られるものではない。例えば、これらのスピーカのそれぞれを、１個ずつ、床置きのスタンド形式で保持するように構成しても良いし、天井から吊るすようにする構成しても良い。

また、仮想音源処理をする対象を、第１の実施の形態では、リア左右２チャンネルの音声信号とし、第２の実施の形態では、リア左右２チャンネルとフロント左右２チャンネルとセンターチャンネルの音声信号としたが、リア左右２チャンネルは、実スピーカで音響再生し、フロント左右２チャンネルおよびセンターチャンネルを仮想音源処理するようにしてもよい。

また、上述の実施の形態の説明は、５．１チャンネルのマルチチャンネル音声信号を再生するシステムの場合について説明したが、この発明は、５．１チャンネルに限らず、２チャンネル以上の複数チャンネルの音声信号を再生するようにする音響再生システムの全てに適用可能である。

また、低域用スピーカおよび中高域用のスピーカに供給する音声信号は、上述のような仮想音源処理をしない音声信号を供給するようにしても、もちろん良い。すなわち、音声信号受信分配部に、左右２チャンネルのステレオ音声信号を入力させるようにしてもよい。

この発明による音響再生システムの第１の実施形態の概要の構成例を説明するための図である。 第１の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 第１の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 この発明による音響再生システムの実施形態の動作説明に用いる図である。 第１の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 第１の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 第１の実施形態の音響再生システムにおける音声信号出力装置部の構成例を示すブロック図である。 仮想音源処理に用いる頭部リア伝達特性を説明するための図である。 図１の音声信号受信分配部の構成例を示す図である。 この発明による音響再生システムの第２の実施形態の概要の構成例を説明するための図である。 第２の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 第２の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 第２の実施形態の音響再生システムにおけるスピーカ配置例を説明するための図である。 第２の実施形態の音響再生システムにおける音声信号出力装置部の構成例を示すブロック図である。 仮想音源処理に用いる頭部フロント伝達特性を説明するための図である。 この発明による音響再生システムの一実施形態における他のスピーカ配置を説明するための図である。

符号の説明

３…音声信号出力装置部、４…音声信号受信分配部、５…リスナ、６…低域用スピーカ（第１のスピーカ）、７Ｌ，７Ｒ…中高域用スピーカ（第２および第３のスピーカ）

Claims (8)

1. スピーカユニットが、その振動板の前後から出る音が混合可能なように、バッフル板に取り付けられることなく、第１の保持手段により保持されて、リスナの近傍であって当該リスナの頭部中央後方に配置される１個の低域用の第１のスピーカと、
   前記リスナの近傍において、前記第１のスピーカの左右に、第２の保持手段により保持されて配置される中高域用の第２及び第３のスピーカと、
   マルチチャンネルサラウンド音声である入力音声信号から取得された前方又は後方の少なくとも一方の左チャンネルの音声信号および低域音声信号を合成した左チャンネル合成音声信号と、前記入力音声信号から取得された前方又は後方の少なくとも一方の右チャンネルの音声信号および前記低域音声信号を合成した右チャンネル合成音声信号とを多重化した多重化音声情報を無線送信する送信手段と、
   前記送信手段からの前記多重化音声情報を受信し、前記多重化音声情報に対してデ・マルチプレックス処理を行うことにより前記左チャンネル合成音声信号と前記右チャンネル合成音声信号とを取得すると、前記左チャンネル合成音声信号および前記右チャンネル合成音声信号の各々から低域成分および中高域成分を抽出し、前記低域成分を合成して前記第１のスピーカに供給すると共に、前記中高域成分を前記第２および第３のスピーカに供給する受信分配手段と
   を備える音響再生システム。
2. 前記前方又は後方の少なくとも一方の左右チャンネルの音声信号は、前記第２および第３のスピーカで音響再生されたときに、リスナが前記第２および第３のスピーカとは異なる位置の他のスピーカ装置から音声が放音されたように聴取するように、頭部伝達関数を用いた仮想音源処理を施したものである
   請求項１に記載の音響再生システム。
3. 前記前方の左右チャンネルの音声信号は、前記第２及び第３のスピーカで音響再生されたときに、リスナがその前方左右に配置されたスピーカ装置から音声が放音されたように聴取するように仮想音源処理されたものである
   請求項１に記載の音響再生システム。
4. 前記後方の左右チャンネルの音声信号は、前記第２および第３のスピーカで音響再生されたときに、リスナがその後方左右に配置されたスピーカ装置から音声が放音されたように聴取するように仮想音源処理されたものである
   請求項１に記載の音響再生システム。
5. 前記前方の左右チャンネルの音声信号は、前記第２および第３のスピーカで音響再生されたときに、リスナがその前方左右に配置されたスピーカ装置から音声が放音されたように聴取するように仮想音源処理されたものであると共に、前記後方の左右チャンネルの音声信号は、前記第２および第３のスピーカで音響再生されたときに、リスナがその後方左右に配置されたスピーカ装置から音声が放音されたように聴取するように仮想音源処理されたものである
   請求項１に記載の音響再生システム。
6. 前記第１のスピーカ、前記第２および第３のスピーカは、前記リスナが座る椅子の背も
   たれの上部に取り付けられる保持部により保持される
   請求項１に記載の音響再生システム。
7. 前記第１のスピーカは、前記リスナが座る椅子の背もたれの上部に取り付けられる保持
   部により保持され、
   前記第２および第３のスピーカは、前記リスナが座る椅子の背もたれの上部の左右に取
   り付けられる
   請求項１に記載の音響再生システム。
8. その振動板の前後から出る音が混合可能なように、第１の保持手段により保持されて、バッフル板に取り付けられることなく、リスナの近傍であって当該リスナの頭部中央後方に配置される１個の低域用の第１のスピーカユニットと、
   前記リスナの近傍において、前記第１のスピーカの左右に、第２の保持手段により保持されて配置される中高域用の第２及び第３のスピーカユニットと、
   マルチチャンネルサラウンド音声である入力音声信号から取得された前方又は後方の少なくとも一方の左チャンネルの音声信号および低域音声信号を合成した左チャンネル合成音声信号と、前記入力音声信号から取得された前方又は後方の少なくとも一方の右チャンネルの音声信号および前記低域音声信号を合成した右チャンネル合成音声信号とが多重化されて無線送信されてくる多重化音声情報を受信する受信部と、
   前記受信部で受信された前記多重化音声情報に対してデ・マルチプレックス処理を行うことにより前記左チャンネル合成音声信号と前記右チャンネル合成音声信号とを取得すると、前記左チャンネル合成音声信号および前記右チャンネル合成音声信号の各々から低域成分および中高域成分を抽出し、前記低域成分を合成して前記第１のスピーカに供給すると共に、前記中高域成分を前記第２および第３のスピーカに供給する受信分配手段と
   を備えるスピーカ装置。

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