[发明专利]阵列扬声器系统以及阵列传声器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以进行指向控制的阵列扬声器系统，特别涉及一种扩大了可以进行指向控制的频带的阵列扬声器系统。此外，本发明还涉及一种可以进行指向控制的阵列传声器系统，特别涉及一种扩大了可以进行指向控制的频带的阵列传声器系统。

本申请基于2005年7月14日向日本特许厅提出的特愿2005-205923号、以及2005年7月19日向日本特许厅提出的特愿2005-208321号要求优先权，在此引用其内容。

背景技术

近年来，在家庭中就能享受电影院的临场感的家庭影院正在普及。家庭影院中，通常以5.1声道环绕为代表，为了环绕听取者而设置多个扬声器装置。但是，这种通过多个扬声器装置实现的环绕系统，存在各扬声器装置配线复杂，而且需要用于设置多个扬声器装置的空间的问题。

因此，提出如下音频再生装置，其使用以直线状排列多个扬声器单元而构成的扬声器阵列，利用扬声器阵列的声束和由房间壁面造成的反射，而在听取者周围形成假想声源(例如，参照特开2005-64746号公报)。

图7中表示特开2005-64746号公报中记载的音频再生装置的线阵列扬声器的构造。该线阵列扬声器，是在细长框体内在直线上排列多个扬声器单元21(21-1～21-n)而构成的。各扬声器单元21以间隔d等距离配置，扬声器阵列的宽度为L。

如果向多个扬声器单元21输入相同相位的音频信号，则从所有扬声器单元21输出的声音的合成波面，成为平行地仅向前方传播的声束。向前方以外的方向传播的声音成分，由于从各扬声器单元21输出的成分的合成(通过互相干涉)而抵消，只有向前方的成分通过合成而被加强作为声束保留。另外，如果使从扬声器单元21输出的声音从一端向另一端依次延迟，则合成波面与该延迟时间对应而倾斜，可以使声束朝向倾斜方向。

这样，通过控制向多个扬声器单元输入的音频信号的延迟量，从而可以使声束朝向目标方向(控制指向特性)。

在如图7所示的线阵列扬声器中，如果增大扬声器阵列的宽度L(增加扬声器单元的数量)，则可以使指向特性变灵敏，使声束集中在目标方向。另外，如果增大扬声器阵列的宽度L，则可以在更低频带侧进行指向控制。

声束的声束宽度由以下的算式1决定(其中，v表示声速、f表示频率)

θ＝sin^-1(v/fdn)  …算式1

为了增大扬声器阵列的宽度L，只要增加扬声器单元数或者在以相同数量进行使用时增大扬声器单元的间隔d即可。但是，如果增大扬声器单元的间隔d，则由于空间折返现象，产生在作为目标的方向以外还生成其他声束的问题，使高频带的指向控制变得困难。为了不产生其他声束，必须设定d使其满足以下算式2的条件。

d＜v/2f  …算式2

例如，在使扬声器单元的间隔d＝4.5cm、扬声器阵列宽度L＝67.5cm的情况下，可以进行指向控制的频带的低频侧，根据算式1约为500Hz，高频侧根据算式2约为4kHz。从而，可以进行指向控制的频带为约500Hz～约4kHz程度，可以实现电话声音程度的频带再生，但无法实现家庭影院所要求的频带再生(例如约250Hz～12kHz)。为了实现上述要求，必须增加扬声器单元的数量，但如果增加扬声器单元的数量，则存在导致成本增高的问题。

这样，提高可以进行指向控制的频率和抑制成本具有折衷选择关系。

因而，需要一种能够与所需的频带对应，任意地设计可以进行指向控制的频带的阵列扬声器系统。

在通信会议等中，要求由传声器准确地接收讲话者的声音。因此，使用指向性传声器，高效地接收讲话者方向的声音。

另外，提出了如下接收装置，其使用由多个传声器单元组成的(线)阵列传声器，针对各个传声器单元的输出设定延迟时间，而控制指向性(例如，参照特开平5-91588号公报)。

在图1 4中示出线阵列传声器的构造。该线阵列传声器，是在细长框体内在直线上排列多个传声器单元221(211-1～211-n)而构成的。各传声器单元221以间隔d₂等距离配置，阵列传声器的宽度为L₂。

如果从多个传声器单元221的前方垂直地到达的平面声波(同相位的声波)，由各个传声器单元221接收，并将各传声器单元221输出的音频信号合成，则因为是同相位所以相互加强。另一方面，从前方以外(例如线阵列传声器的横向)到达的声波，由于从各传声器单元221输出的音频信号的相位不同，因此通过合成而抵消。从而，阵列传声器的灵敏度缩小为束状，仅在前方形成主灵敏度(主声束)。