[发明专利]音响系统

说明书

技术领域

本发明涉及音响系统。

背景技术

人类根据输入至两耳的声音的大小的不同或时间差来掌握音响空间。利用其来以左右2个扬声器来表现声音空间的方法，即立体声记录被普遍使用。在此音响系统中，对从左右的扬声器辐射的声音的音压制造差异从而感觉仿佛是从扬声器之间的位置发声的方法，即平移(panning)也被使用。另外，利用到达空出间隔而设置的麦克风的时间差来得到同样的效果的方法也被使用。

然而，由于从左右的扬声器辐射来的声音随距离而衰减，以及这些声音的传播时间会产生差异等，因此根据听音者的位置，来自左右的扬声器的声音存在音压差或时间差。故而，得到意图的平移效果的位置仅在相隔所设置的左右2个扬声器为等距离的中央线上，在此以外的位置上听音的听音者感觉声音是从位于离该听音者近的位置上的扬声器辐射的。

作为解决该课题的方法，例如在非专利文献1中，记载了基于WFS(Wave Field Synthesis；波域合成)技术且使用阵列扬声器来合成声音的波面的音响系统。WFS技术是如下技术：使用将多个扬声器横一列设置的阵列扬声器，通过对从各个扬声器辐射的声音进行叠加来合成声音的波面，从而使感觉上声源位置处于声音的波面的中心点。WFS技术是对声音的波面自身进行再现的技术，因此能以宽的范围来使感觉上声源处于意图的位置。在此，将从阵列扬声器发出的声音的波面的中心点称为虚拟声源。

关于构成阵列扬声器的多个扬声器，彼此的设置间隔越窄，能再现频率越高的声音的波面，另一方面，阵列扬声器的设置宽度越宽，能再现声音的波面的空间越广。阵列扬声器中所含的扬声器的口径在物理上为扬声器的设置间隔以下，因此要想实现对频率高的声音的波面进行再现的音响系统，就必须使各个扬声器的口径小。另一方面，扬声器的口径受设置条件的制约也多。特别是在电视机中内置扬声器的情况下，为了使扬声器的存在不明显，经常采用如下方法：通过缩短扬声器的高度或宽度来减小面积地进行抑制，使用与其短边对应的口径小的扬声器。另外，作为另一理由，有时为了削减包括信号处理部在内的音响系统整体的成本，将扬声器的设置间隔取得较宽，选择口径较小的扬声器。

但在为口径小的扬声器的情况下，其振动板面积小，因此以有限的振动板振幅所得到的音压存在限界。因此具有在口径小的扬声器中一般不能发生高的音压、以及再生频带及低音侧不够等的音响特性上的课题。另外，振动板振幅自身的大小也在其构造上比口径大的扬声器的振动振幅宽度自身小。要获取高的音压，振动板面积的增大是有效的，但在存在不能增大扬声器的口径的某种制约的情况下，为了得到足够的音压，采取了将多个扬声器并联或串联地连接，以相同的信号来驱动多个扬声器，从而等效地使振动板面积增大的手法。但是，若以相同的信号来驱动多个扬声器，则因来自扬声器的辐射波干扰，声波的指向性变高。阵列扬声器通过将从各个扬声器辐射的声音进行叠加来合成声音的波面，因此将各个扬声器的辐射特性设为无指向性是适当的。由此，以相同的信号来驱动多个扬声器成为扰乱声音的波面的原因，将妨碍达成阵列扬声器本来的功能。另一方面，尽管为了扩大低音侧的再生频带而增大扬声器的口径是有效的，但会产生同样的问题，多数情况下不现实。

另外，在阵列扬声器的情况下，若构成阵列扬声器的多个扬声器的间隔宽，则存在靠近阵列扬声器的听音者会感觉声源处于离自己近的扬声器的位置上这样的问题。这是实际所辐射的波面的曲率小于应该再现的波面的原因。尽管在WFS中通过对各个扬声器发出的波面进行叠加来再现波面，但若没有叠加波面所需的充分的扬声器密度，则不能平滑地再现波面。换言之，为了平滑地再现波面，需要使扬声器的间隔窄来确保充分的扬声器密度。故而，考虑追加插补从扬声器辐射的波面的扬声器。

综上所述，作为使用了阵列扬声器的音响系统，要想以更宽的范围来再现更高频率的声音，需要以尽可能窄的间隔来尽量多设置小口径的扬声器，并对这些扬声器进行控制。而另一方面，为了针对低频率的声音而得到高的音压，需要在音响系统内尽量多地内置具有尽可能大的口径的扬声器。作为这样的、因扬声器的口径的大小与频带的宽窄之间的关系而引起的课题的解决方法，例如在专利文献1中，记载了按每个频带组合口径不同的多个扬声器来构成阵列扬声器、且对声音的频率进行了宽带化的装置。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-67301号公报

非专利文献