特開 2025-99454 スピーカシステム及び音響システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025099454

(43)【公開日】2025-07-03

(54)【発明の名称】スピーカシステム及び音響システム

(51)【国際特許分類】

   H04S 1/00 20060101AFI20250626BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20250626BHJP

   H04R 1/02 20060101ALN20250626BHJP

【ＦＩ】

H04S1/00 200

H04R3/00 310

H04R1/02 102B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023216131

(22)【出願日】2023-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】黒柳 和志

【テーマコード（参考）】

5D017

5D162

5D220

【Ｆターム（参考）】

5D017AE18

5D162AA06

5D162CC12

5D162CC16

5D220AA49

(57)【要約】

【課題】ユーザ頭部近傍にコンパクトな音場を構築することができるスピーカシステム及び音響システムを提供する。
【解決手段】本開示にかかるスピーカシステム１は、音響信号に基づく右耳用の音を放音する右スピーカ１１と、音響信号に基づく左耳用の音を放音する左スピーカ１２と、右スピーカ１１及び左スピーカ１２の間に配置され、これらの音響信号に基づく右耳用の音及び左耳用の音を放音する中央スピーカ１３とを備える。ここで、中央スピーカ１３は、その放音方向が、右スピーカ１１及び左スピーカ１２の放音方向とは逆方向に向くように配置される。また、本開示の音響システムは、スピーカシステム１に加えて、右耳用のステレオ音響信号と、左耳用のステレオ音響信号とをスピーカシステム１の右スピーカ１１、左スピーカ１２、及び中央スピーカ１３にそれぞれ出力するアンプを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

音響信号に基づく右耳用の音を放音する右スピーカと、
前記音響信号に基づく左耳用の音を放音する左スピーカと、
前記右スピーカ及び前記左スピーカの間に配置され、前記音響信号に基づく前記右耳用の音及び前記左耳用の音を放音する中央スピーカと、
を備え、
前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカは、それぞれ、平面バッフルに取り付けられており、
前記中央スピーカは、その放音方向が、前記右スピーカ及び前記左スピーカの放音方向とは逆方向に向くように配置される、
スピーカシステム。

【請求項2】

前記中央スピーカの振動板は、前記右スピーカ及び前記左スピーカの放音方向に対して、前記右スピーカの振動板及び前記左スピーカの振動板からオフセットされる位置に配置される、
請求項１に記載のスピーカシステム。

【請求項3】

前記スピーカシステムは、座席又は椅子のヘッドレスト内に設けられ、
前記右スピーカの前記振動板は、その横幅方向の中央位置が前記スピーカシステムのユーザの右耳の後方近傍となり、前記左スピーカの前記振動板は、その横幅方向の中央位置が前記ユーザの左耳の後方近傍となるように配置される、
請求項２に記載のスピーカシステム。

【請求項4】

前記ヘッドレストと前記ユーザの頭部との接触を検知する接触センサと、
前記接触センサの検知結果に応じて、前記中央スピーカの位置を変更する位置変更機構と、
をさらに備える、請求項３に記載のスピーカシステム。

【請求項5】

請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のスピーカシステムと、
右耳用のステレオ音響信号と、左耳用のステレオ音響信号とを出力するアンプと、
を備え、
前記スピーカシステムの前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカは、それぞれ、前記アンプから前記ステレオ音響信号が入力されるプラス端子及びマイナス端子を有し、
前記アンプは、前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカに対応して、前記右耳用のステレオ音響信号及び前記左耳用のステレオ音響信号の各々のためのプラス端子及びマイナス端子をそれぞれ有し、
前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカと、前記アンプとは、
前記アンプの前記右耳用のプラス端子が前記右スピーカのプラス端子に接続され、前記アンプの左耳用のプラス端子が前記左スピーカのプラス端子に接続され、前記アンプの前記右耳用のマイナス端子が前記中央スピーカのマイナス端子に接続され、
前記中央スピーカのプラス端子が、前記右スピーカのマイナス端子及び前記左スピーカのマイナス端子に接続される、
音響システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、３つのスピーカを備えるスピーカシステム及び音響システムに関する。

【背景技術】

【0002】

イヤホンやヘッドホンを用いることなく、ユーザの頭部近傍のみに音場を構築する音響システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の音響システムでは、所定の音源の音響信号に基づく音を放音するスピーカと、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とからなるスピーカペアが複数設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１７１８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の音響システムでは、右耳用と左耳用を含むステレオ音響信号に基づく音楽等の音を聞く場合には、最低でも４つのスピーカ（２スピーカペア）が必要となる。そして、ユーザの頭部近傍に音場を構築するためには、例えば、この音響システムをヘッドレスト内に配置する（すなわち、４つのスピーカを同一平面内に配置する）第１案か、ユーザの頭部近傍の両側面又は後背面に配置する第２案のいずれかを採用することになる。

【0005】

しかしながら、いずれの案であっても、音響システム全体のサイズが大きくなってしまい、ヘッドレスト内に収まらなかったり、ユーザの視界を妨げたりしてしまうという問題があった。

【0006】

本開示の目的は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、３つのスピーカで構成し、中央に配置するスピーカの放音方向（振動板の正面方向）を他の２つとは逆向きに配置することにより、スピーカ口径の大きさを確保しながらシステム全体の大きさを抑制することができるとともに、音質の安定したコンパクトな音場を実現することができるスピーカシステム及び音響システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示にかかるスピーカシステムは、
音響信号に基づく右耳用の音を放音する右スピーカと、
前記音響信号に基づく左耳用の音を放音する左スピーカと、
前記右スピーカ及び前記左スピーカの間に配置され、前記音響信号に基づく前記右耳用の音及び前記左耳用の音を放音する中央スピーカと、
を備え、
前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカは、それぞれ、平面バッフルに取り付けられており、
前記中央スピーカは、その放音方向が、前記右スピーカ及び前記左スピーカの放音方向とは逆方向に向くように配置される、スピーカシステムである。

【0008】

本開示にかかる音響システムは、
上述のようなスピーカシステムと、
右耳用のステレオ音響信号と、左耳用のステレオ音響信号とを出力するアンプと、
を備え、
前記スピーカシステムの前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカは、それぞれ、前記アンプから前記ステレオ音響信号が入力されるプラス端子及びマイナス端子を有し、
前記アンプは、前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカに対応して、前記右耳用のステレオ音響信号及び前記左耳用のステレオ音響信号の各々のためのプラス端子及びマイナス端子をそれぞれ有し、
前記右スピーカ、前記左スピーカ、及び前記中央スピーカと、前記アンプとは、
前記アンプの前記右耳用のプラス端子が前記右スピーカのプラス端子に接続され、前記アンプの左耳用のプラス端子が前記左スピーカのプラス端子に接続され、前記アンプの前記右耳用のマイナス端子が前記中央スピーカのマイナス端子に接続され、
前記中央スピーカのプラス端子が、前記右スピーカのマイナス端子及び前記左スピーカのマイナス端子に接続される、音響システムである。

【発明の効果】

【0009】

本開示にかかるスピーカシステム及び音響システムによれば、３つのスピーカで構成し、中央に配置するスピーカの放音方向を他の２つとは逆向きに配置することにより、スピーカ口径の大きさを確保しながらシステム全体の大きさを抑制することができる。また、このような構成により、音質の安定したコンパクトな音場を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１にかかるスピーカシステムの全体構成を示す正面図である。

【図2】実施の形態１にかかるスピーカシステムの配置の一例を示す上面図である。

【図3】実施の形態１にかかる音響システムの配線構成の一例を示す概念図である。

【図4】実施の形態１にかかるスピーカシステムを構成する各スピーカにより構築される音場のイメージを示す概念図である。

【図5】実施例にかかるスピーカシステムの音場解析における配置を示す図である。

【図6】実施例にかかるスピーカシステムの音場解析の結果を示す図である。

【図7】比較例１にかかるスピーカシステムの音場解析における配置を示す図である。

【図8】比較例１にかかるスピーカシステムの音場解析の結果を示す図である。

【図9】比較例２にかかるスピーカシステムの音場解析における配置を示す図である。

【図10】比較例２にかかるスピーカシステムの音場解析の結果を示す図である。

【図11】実施の形態２にかかるスピーカシステムの全体構成を示す正面図である。

【図12】実施の形態２にかかるスピーカシステムの配置の一例を示す上面図である。

【図13】図１１に示すスピーカシステムにおけるスピーカ位置変更方法の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。しかしながら、特許請求の範囲にかかる発明を以下の実施の形態に限定するものではない。また、本実施の形態で説明する構成のすべてが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0012】

＜本開示に至った経緯＞
上述のように、特許文献１に記載の音響システムでは、最低でも４つのスピーカ（２スピーカペア）が必要となる。そして、ユーザの頭部近傍に音場を構築するためには、音響システムをヘッドレスト内に配置する第１案か、ユーザの頭部近傍の両側面又は後背面に配置する第２案のいずれかを採用することになる。

【0013】

ここで、特許文献１に記載の音響システムは、一方のスピーカ用の音響信号と逆位相の音響信号に基づく音を他方のスピーカで放音することにより、一方のスピーカの音場が広がらないという特性を利用している。しかしながら、このような特性は、音が回り込みをする周波数の低い音（低音）でより効果的に発揮されるものであり、周波数の高い音（高音）ではこのような相殺効果は発揮されにくい。

【0014】

上述のように、最低４つのスピーカを用いる場合には、第１案にあっては、座席や椅子（例えば、ゲーミングチェア）の横幅を超えてヘッドレストが大きくなるか、低音における効果が発揮されにくい、小さい口径のスピーカにより音響システムを構成することとなってしまう。低域の周波数を小さい口径のスピーカで再生するためには、スピーカの振動板を大きい振幅で振動させる必要があるが、このような構成は歪音の増加等の音質の劣化の原因になるため、実用的には好ましくない。

【0015】

一方、第２案にあっては、ユーザの頭部近傍の両側面に２つのスピーカをそれぞれ配置することとなり、ユーザの視界が損なわれてしまう。特に、自動車等の車両を運転する場合には、安全性の問題で、この第２案を採用することは難しい。

【0016】

さらに、音響システムの利用中、ユーザの頭の位置を固定することは困難である。正位相の音響信号に基づく音を出力するスピーカと、逆位相の音響信号に基づく音を出力するスピーカとをユーザの左右の耳に近接してそれぞれ配置することにより、右スピーカとユーザの右耳との距離と、左スピーカとユーザの左耳との距離とが左右で異なる状況が発生しやすくなり、左右の音圧のバランスが崩れやすい。左右の音圧差は音質以上に人間にとって過敏に感じられるため、なるべく同じ音量感となることが好ましい。このように、第１案、第２案ともに好ましいとは言えない。

【0017】

このような課題に対して、本出願の発明者は、３つのスピーカによりスピーカシステムを構築するとともに、このスピーカシステムとアンプとの配線を工夫することにより、既存のアンプにおいても構成可能な音響システムを構築することに思い至った。以下では、本開示にかかるスピーカシステム及び音響システムについて説明する。

【0018】

（実施の形態１）
＜スピーカシステム＞
まず、実施の形態１にかかるスピーカシステム１の構成について説明する。図１は、実施の形態１にかかるスピーカシステム１の全体構成を示す正面図である。図２は、実施の形態１にかかるスピーカシステム１の配置の一例を示す上面図である。図２では、そのエンクロージャの上面部分を省略して示すとともに、スピーカシステム１のユーザとスピーカシステム１との位置関係が分かるように、ユーザの頭部Ａを示している。

【0019】

図１及び図２に示すように、実施の形態１にかかるスピーカシステム１は、右スピーカ１１と、左スピーカ１２と、中央スピーカ１３とを備えている。本例では、これらのスピーカ１１、１２、１３は、ヘッドレスト２内に設けられる。なお、ヘッドレスト２は、自動車等の車両の座席シートや、ソファ、あるいは、ゲーミングチェア等の椅子にユーザが座った際の頭部の後方に、これらいずれかと一体的に又は別部材として設置されるものである。

【0020】

右スピーカ１１は、後述する音響システムのアンプから入力される音響信号に基づく右耳用の音を放音するように構成される。左スピーカ１２は、音響システムのアンプから入力される音響信号に基づく左耳用の音を放音するように構成される。中央スピーカ１３は、音響システムのアンプから入力される音響信号に基づく右耳用の音及び左耳用の音を放音するように構成される。また、中央スピーカ１３は、図２に示すように、その放音方向が右スピーカ１１及び左スピーカ１２の放音方向とは逆方向に向くように、右スピーカ１１と左スピーカ１２との間に配置される。なお、放音方向とは、各スピーカ１１、１２、１３の正面が向く方向である。

【0021】

スピーカシステム１をこのように構成することにより、右スピーカ１１の振動板１１１の前方及び左スピーカ１２の振動板１２１の前方から右スピーカ１１及び左スピーカ１２の放音方向である＋Ｘ方向に出力される音と、中央スピーカ１３の振動板１３１の後方から＋Ｘ方向に出力される音とは、互いに逆位相の音となる。言い換えると、右スピーカ１１及び左スピーカ１２から出力される音とは逆位相の音が、同じ＋Ｘ方向に向けて中央スピーカ１３から出力される。このため、＋Ｘ方向で音の打ち消しあいが生じ、音がキャンセルされる。同様に、右スピーカ１１の振動板１１１の後方及び左スピーカ１２の振動板１２１の後方から放音方向とは逆の方向である－Ｘ方向に出力される音と、中央スピーカ１３の振動板１３１の前方から－Ｘ方向に出力される音とは、互いに逆位相の音となる。このため、－Ｘ方向でも音の打ち消しあいが生じ、音がキャンセルされる。このような音の打ち消しあいによるコンパクトな音場を生成する効果は、後述する。

【0022】

右スピーカ１１は、振動板１１１と、磁気回路部１１２と、平面バッフル１１３とを備える。左スピーカ１２は、振動板１２１と、磁気回路部１２２と、平面バッフル１２３とを備える。中央スピーカ１３は、振動板１３１と、磁気回路部１３２と、平面バッフル１３３とを備える。各スピーカ１１、１２、１３は、振動板１１１、１２１、１３１及び磁気回路部１１２、１２２、１３２により、図示しないアンプからの音響信号（電気信号）を物理的な音（空気の振動）に変換する。また、平面バッフル１１３、１２３、１３３は、各スピーカ１１、１２、１３の放音方向の後面側に放出された低音が前面側に回折するのを遮るものである。

【0023】

図２に示すように、中央スピーカ１３の振動板１３１は、右スピーカ１１及び左スピーカ１２の放音方向である＋Ｘ方向であるヘッドレスト２の奥行方向に対して、右スピーカ１１の振動板１１１及び左スピーカ１２の振動板１２１からオフセットされる位置、つまり同一平面上でない位置に配置される。このような配置により、すべての振動板１１１、１２１、１３１が同一平面に配置される場合に比べて、各振動板１１１、１２１、１３１同士が干渉しなくなるため、スピーカシステム１の大きさを抑制しながら、各スピーカ１１、１２、１３のスピーカ口径を大きくすることができる。これにより、各振動板１１１、１２１、１３１の振動（振幅）をむやみに大きくすることなく、各スピーカ１１、１２、１３が低音の音を出力することができ、スピーカシステム１としてのコンパクトさと、低音に向いた大口径のスピーカ振動板の採用とを両立させることができる。ここで、低音とは、本例においては、周波数が５００Ｈｚ以下の音である。

【0024】

また、図２に示すように、右スピーカ１１の振動板１１１は、その横幅方向の中央位置がスピーカシステム１のユーザの右耳の後方近傍となり、左スピーカ１２の振動板１２１は、その横幅方向の中央位置が該ユーザの左耳の後方近傍となるように配置される。これにより、右スピーカ１１及び左スピーカ１２から放音される正位相（正相）の音を近距離でユーザに届けることができる。また、逆位相の音を放音方向（＋Ｘ方向）に向けて出力する中央スピーカ１３がユーザの耳元から離れているため、逆位相の音がユーザには聞こえにくくなる。このように、ユーザの耳元では、右スピーカ１１及び左スピーカ１２と、中央スピーカ１３とに距離差があるため、各スピーカ１１、１２、１３から放音される音が打ち消されることがない。また、ユーザが聞く音の左右の音圧のバランスが崩れにくくなる。

【0025】

なお、ユーザの頭部Ａは、図２の＋Ｘ方向に対して垂直方向（横方向）に動く可能性もあるため、ヘッドレスト２の大きさとして許容される範囲において、右スピーカ１１と左スピーカ１２の間隔を多少広げてもよい。

【0026】

ここで、図２に示すように、ユーザの頭部Ａの横幅Ｗは、例えば、日本人の平均的な顔の横幅（顔幅）で１５～１６ｃｍ程度である。したがって、特許文献１の音響システムのように、左右耳用の４個のスピーカがユーザの後頭部側の同一平面に配置され、正逆位相の音をそれぞれ放音する第１案では、最大でも８ｃｍ程度のスピーカ口径が限界となってしまう。

【0027】

また、特許文献１の音響システムのように、ユーザの頭部Ａ近傍の両側面や斜め後方に配置する第２案では、ユーザの視界が損なわれてしまうという課題がある。特に、自動車等の車両を運転する場合には、このような音響システムでは、車両運転上の安全性の問題となってしまう。

【0028】

なお、特許文献１の音響システムにおいて、正逆位相を放音する２つの右耳用のスピーカと、正逆位相を放音する２つの左耳用のスピーカとをそれぞれ鉛直方向に並べて配置する方法も考えられる。しかしながら、ヘッドレスト２が、水平行だけではなく、鉛直方向にも大きくなることにより、音響システム全体が大きくなってしまうという問題がある。

【0029】

ところで、通常のスピーカである本例の各スピーカ１１、１２、１３は、振動板１１１、１２１、１３１の口径Ｄ１が磁気回路部１１２、１２２、１３２の外径Ｄ２より大きいという特徴を有する。

【0030】

そのため、本実施の形態のスピーカシステム１では、図２に示すように、＋Ｘ方向に向くように、右スピーカ１１及び左スピーカ１２を配置するとともに、中央スピーカ１３を右スピーカ１１と左スピーカ１２の間で－Ｘ方向に向くように配置している。このような配置により、スピーカシステム１全体をヘッドレスト２内にコンパクトに収納することができるとともに、各振動板１１１、１２１、１３１の口径Ｄ１を最大１６ｃｍ程度まで大きくすることができる。これにより、特許文献１の音響システムに比べて、低音に向いた大口径のスピーカ振動板を採用しながら、スピーカシステム１全体のコンパクトさと、上述した音の打ち消しあいによるコンパクトな音場とを実現することができる。

【0031】

ヘッドレスト２内には、スピーカシステム１のユーザの頭部Ａがヘッドレスト２にもたれかかっても、ユーザの後頭部が中央スピーカ１３の磁気回路部１３２を押圧しないように、隙間（空間）が設けられる。また、ヘッドレスト２内において、＋Ｘ方向前方には、ユーザの頭部Ａとの接触圧力を緩和するためのクッション材４０が設けられる。なお、ユーザの快適性（頭部への反発力等）を考慮した上で、クッション材４０を省略することも可能である。

【0032】

＜音響システム＞
次に、実施の形態１にかかる音響システムについて説明する。図３は、実施の形態１にかかる音響システム１００の配線構成の一例を示す概念図である。図３に示すように、音響システム１００は、本実施の形態にかかるスピーカシステム１と、スピーカシステム１に音響信号を出力するアンプ３と、スピーカシステム１とアンプ３とを接続する複数の配線コード３０１～３０５とを備える。

【0033】

アンプ３は、スピーカシステム１の各スピーカ１１、１２、１３に対して、右耳用のステレオ音響信号と、左耳用のステレオ音響信号とを出力するように構成される。すなわち、アンプ３は、スピーカシステム１の各スピーカ１１、１２、１３と接続するために、４つのアンプ端子、すなわち、右耳用（Ｒ側）のプラス端子３１及びマイナス端子３２と、左耳用のプラス端子３３及びマイナス端子３４とを備える。

【0034】

一方、図１及び図２では図示していないが、右スピーカ１１は、磁気回路部１１２の背面にプラス端子１１４及びマイナス端子１１５をさらに有し、左スピーカ１２は、磁気回路部１２２の背面にプラス端子１２４及びマイナス端子１２５をさらに有し、中央スピーカ１３は、磁気回路部１２２の背面にプラス端子１３４及びマイナス端子１３５をさらに有する。

【0035】

このように、アンプ３は、左右２つのスピーカ１１、１２へステレオ音響信号を出力するための４つの端子３１～３４を有するのに対し、スピーカシステム１は、全スピーカ１１、１２、１３で合計６つの端子１１４、１１５、１２４、１２５、１３４、１３５を有することとなる。そのため、アンプ３とスピーカシステム１とを接続するためには、特別な配線が必要となる。本実施の形態にかかる音響システム１００では、３つのスピーカ１１、１２、１３とアンプ３との間で図３に示すような配線がなされる。このような配線は、マトリックス配線と呼ばれ、特に、図３の配線をセミマトリックス方式と呼ぶ。このような配線にすることにより、既存のアンプ３を有効利用することができるとともに、スピーカシステム１により作り出される音場は独特のサラウンド感を有するものとなる。

【0036】

具体的には、図３に示すように、アンプ３の右耳用のプラス端子３１は、配線コード３０１を介して、右スピーカ１１のプラス端子１１４に接続され、アンプ３の左耳用のプラス端子３３は、配線コード３０２を介して、左スピーカ１２のプラス端子１２４に接続される。また、アンプ３の右耳用のマイナス端子３２は、配線コード３０３を介して、中央スピーカ１３のマイナス端子１３５に接続されるが、アンプ３の左耳用のマイナス端子３４は、いずれの端子にも接続されない。

【0037】

そして、スピーカシステム１内では、中央スピーカ１３のプラス端子１３４は、配線コード３０４を介して、右スピーカ１１のマイナス端子１１５に接続されるとともに、配線コード３０５を介して、左スピーカ１２のマイナス端子１２５に接続される。

【0038】

上述したアンプ３からの配線態様は、本実施の形態にかかる音響システム１００の実施例の一例である。その代わりに、本実施の形態にかかる音響システム１００は、アンプ３が４つの端子３１～３４に加えて、２つの端子をさらに有するように構成されてもよい。この場合、アンプ３から左右スピーカ１１、１２へステレオ音響信号を出力するための４つの端子３１～３４を左右スピーカ１１、１２の４つの端子１１４、１１５、１２４、１２５にそれぞれ接続し、アンプ３から中央スピーカ１３へステレオ音響信号を出力するための追加の２つの端子（図示せず）を中央スピーカ１３の２つの端子１３４、１３５にそれぞれ接続すればよい。また、中央スピーカ１３へステレオ音響信号を出力するための２つの端子は、アンプ３からの出力を合成するための図示しない音響機器に備えられてもよい。

【0039】

＜音場＞
次に、各スピーカ１１、１２、１３により構築される音場について説明する。図４は、実施の形態１にかかるスピーカシステム１を構成する各スピーカ１１、１２、１３により構築される音場のイメージを示す概念図である。ここでは、右スピーカ１１及び左スピーカ１２は、音響信号に基づく音を＋Ｘ方向に向けて放音し、同じ音響信号に基づく音の逆位相の音を－Ｘ方向に向けて放音するように構成される。また、中央スピーカ１３は、右スピーカ１１及び左スピーカ１２と逆方向を向いて設置されることにより、同じ音響信号に基づく音を－Ｘ方向に向けて放音し、同じ音響信号に基づく音の逆位相の音を＋Ｘ方向に向けて放音するように構成される。

【0040】

図４（ａ）に示すように、例えば、右スピーカ１１の前方から放音される正位相の音による音場Ｓ１と、右スピーカ１１の後方から放音される逆位相の音による音場Ｓ２とは、そのスピーカを中心として前方及び後方にそれぞれ広がっていく。そして、スピーカ横方向には、前方に向けて広がった正位相の音と、後方に向けて広がった逆位相の音とが打ち消しあってキャンセルされるため、音場が広がらない。また、各音場Ｓ１、Ｓ２の中心から離れるにつれて、その音圧が下がっていく。

【0041】

次に、図４（ｂ）に示すように、例えば、右スピーカ１１と左スピーカ１２を並べた場合には、両スピーカ１１、１２の前方及び後方で音圧がそれぞれ強め合うため、図４（ａ）に示す場合より大きな音場Ｓ１１（正位相）、Ｓ１２（逆位相）が構築される。なお、比較のために、各スピーカ１１、１２が単体の場合に構築する各音場Ｓ１、Ｓ２を点線により示す。

【0042】

最後に、図４（ｃ）に示すように、右スピーカ１１と左スピーカ１２の間に中央スピーカ１３を逆向きに配置した場合には、中央スピーカ１３が図４（ｂ）に示すように大きくなった音場に対する打ち消し効果をもたらすため、図４（ｂ）に示す場合より小さな音場Ｓ２１（正位相）、Ｓ２２（逆位相）が構築される。このように、スピーカシステム１の配置によれば、ユーザの頭部Ａ近傍を中心としたコンパクトな音場を構築することができる。

【0043】

以下では、実施例と比較例とにより、スピーカの配置に基づく音場がどのようなものであるかを説明する。

【0044】

（実施例）
まず、本実施の形態にかかるスピーカシステム１により構築される音場について説明する。図５は、実施例にかかるスピーカシステムの音場解析における配置を示す図である。図６は、実施例にかかるスピーカシステムの音場解析の結果を示す図である。なお、本実施例では、スピーカシステム１は、各スピーカが平面バッフルに取り付けられた開放スピーカとして構成される。

【0045】

図５（ｂ）に示すように、本実施例のスピーカシステム１は、右スピーカ１１と、左スピーカ１２と、中央スピーカ１３とを備える。上記で説明したように、右スピーカ１１及び左スピーカ１２は、ユーザの頭部Ａに向かう＋Ｘ方向に向くように配置され、中央スピーカ１３は、その逆の－Ｘ方向に向くように配置される。

【0046】

このとき、音圧観測面ＳＰは、図５（ａ）に示すように、各スピーカ１１、１２、１３を中心として碁盤の目状に配置される。本実施の形態の音場の構築において説明したように、右スピーカ１１と中央スピーカ１３から同距離となる位置では、右スピーカ１１の前方から＋Ｘ方向に向けて出力された音と、中央スピーカ１３の後方から＋Ｘ方向に向けて出力された音とが互いに逆位相であるため、音の振動が干渉しあって打ち消され、音がキャンセルされる。また、右スピーカ１１の後方から－Ｘ方向に向けて出力された音と、中央スピーカ１３の前方から－Ｘ方向に向けて出力された音でも同様に、音の打ち消しあいが発生し、音がキャンセルされる。

【0047】

一方、右スピーカ１１や中央スピーカ１３に比較的に近いユーザの頭部Ａ近傍では、右スピーカ１１と中央スピーカ１３からの距離の差が大きいため、上述した音の打ち消しあいが発生せず、音がキャンセルされない。このため、本実施例のスピーカシステム１では、ユーザの頭部Ａ近傍では音場が構築されるが、それ以外の場所では音場が構築されないようなコンパクトな音場を構築することができる。また、左スピーカ１２と中央スピーカ１３の関係でも、同様に、コンパクトな音場を構築することができる。

【0048】

結果として、本実施例にかかるスピーカシステム１により構築される音場は、図６に示すように、スピーカ１１、１２、１３からの距離が近い範囲では十分な音圧が確保されており、スピーカ１１、１２、１３からの距離が遠くなるにつれて音圧の利得が急速に下がっていくようなコンパクトな音場となる。ここで、利得Ｇ１が示す範囲は、０ｄＢ以上の利得の音圧の範囲である。また、利得Ｇ２が示す範囲は、－９～０ｄＢの利得の音圧の範囲であり、利得Ｇ３が示す範囲は、－１８～－９ｄＢの利得の音圧の範囲である。―１８ｄＢ未満の利得Ｇ４の範囲は、各スピーカ１１、１２、１３から放音される音がほとんど又は全く聞き取れない範囲となる。

【0049】

図６に示す音場解析の結果から分かるように、本実施例のスピーカシステム１によれば、スピーカ口径の大きさを確保しながらスピーカシステム１全体の大きさを抑制することができるとともに、スピーカシステム１の近傍にコンパクトな音場を実現することができる。特に、ユーザの左右耳近傍には、最も利得の高い利得Ｇ１の音圧（音）が届くこととなるため、スピーカシステム１のユーザは、音質の安定した音を聞くことができる。一方、音場がコンパクトであるため、同じ部屋等の近くにいる他のユーザは、漏れ聞こえる音により不快と感じることもない。

【0050】

（比較例１）
次に、比較例１にかかるスピーカシステムにより構築される音場について説明する。図７は、比較例１にかかるスピーカシステムの音場解析における配置を示す図である。図８は、比較例１にかかるスピーカシステムの音場解析の結果を示す図である。なお、比較例１では、スピーカシステムは、密閉スピーカとして構成される。

【0051】

図７（ｂ）に示すように、比較例１のスピーカシステムは、右スピーカ１１と、左スピーカ１２とを備える。この比較例１では、右スピーカ１１及び左スピーカ１２は、ユーザの頭部Ａに向かう＋Ｘ方向に正位相の音を放音するように配置される。すなわち、比較例１では、＋Ｘ方向に逆位相の音を放音するスピーカが配置されていない。

【0052】

このとき、音圧観測面ＳＰは、図７（ａ）に示すように、各スピーカ１１、１２を中心として碁盤の目状に配置される。比較例１においても、上記実施例と同様に、各スピーカ１１、１２から離れるにつれて、音圧の利得は下がっていくこととなる。

【0053】

結果として、比較例１にかかるスピーカシステムにより構築される音場は、図８に示すように、実施例に比べて、かなり広範囲に広がっていく。なお、利得Ｇ１～Ｇ４については、上記実施例と同様である。

【0054】

図８に示す音場解析の結果から分かるように、比較例１のスピーカシステムによれば、実施例と同様に、ユーザの左右耳近傍には、最も利得の高い利得Ｇ１の音圧（音）が届くこととなる。しかしながら、利得Ｇ２の音圧や利得Ｇ３の音圧は、音が打ち消しあうこともなく、概ね同心円状に広範囲に広がってしまう。このように、比較例１のスピーカシステムでは、同じ部屋等の近くにいる他のユーザは、漏れ聞こえる音により不快と感じることも考えられる。

【0055】

（比較例２）
最後に、比較例２にかかるスピーカシステムにより構築される音場について説明する。図９は、比較例２にかかるスピーカシステムの音場解析における配置を示す図である。図１０は、比較例２にかかるスピーカシステムの音場解析の結果を示す図である。なお、比較例２では、スピーカシステムは、開放スピーカとして構成される。

【0056】

図９（ｂ）に示すように、比較例２のスピーカシステムは、正位相の音を放音する第１右スピーカ１１と、逆位相の音を放音する第２右スピーカ１４と、正位相の音を放音する第１左スピーカ１２と、逆位相の音を放音する第２左スピーカ１５とを備える。この構成は、特許文献１に記載の音響システムに対する第２案に対応する。すなわち、第１右スピーカ１１及び第２右スピーカ１４は、ユーザの頭部Ａにおける右耳に向かう＋Ｙ方向に放音するように配置され、第１左スピーカ１２及び第２左スピーカ１５は、その逆の－Ｙ方向に放音するように配置される。

【0057】

このとき、音圧観測面ＳＰは、図９（ａ）に示すように、各スピーカ１１、１２、１４、１５を中心として碁盤の目状に配置される。実施例と同様に、各スピーカ１１、１２、１４、１５から離れるにつれて、音圧の利得は下がっていき、第１右スピーカ１１と第２右スピーカ１４から同距離となる位置や、第１左スピーカ１２と第２左スピーカ１５から同距離となる位置では、音が打ち消し合い、音圧の利得は計測できない程小さくなる。

【0058】

結果として、比較例２にかかるスピーカシステムにより構築される音場は、図１０に示すように、スピーカ１１、１２、１４、１５からの距離につれて音圧の利得が下がっていく。なお、利得Ｇ１～Ｇ４については、上記実施例と同様である。

【0059】

図１０に示す音場解析の結果から分かるように、比較例２のスピーカシステムによれば、実施例と同様に、音質の安定したさらにコンパクトな音場を実現することができる。しかしながら、ユーザの頭部Ａの両側面に２つずつのスピーカを設置しなければならず、上記第２案でも説明したように、ユーザの視界が損なわれてしまうとともに、その設置方法にも問題がある。音場がコンパクトであるため、同じ部屋等の近くにいる他のユーザは、漏れ聞こえる音により不快と感じることはないが、自動車等の車両を運転する場合には、安全性の問題が生じてしまう。また、結果として、同方向に放音させるように２つのスピーカペア１１と１４、１２と１５を並べて配置する必要があるため、３つのスピーカで構成される実施例のスピーカシステム１に比べて、スピーカシステム全体として大きくなってしまうという問題もある。

【0060】

以上説明したように、本実施の形態にかかるスピーカシステム１は、音響信号に基づく右耳用の音を放音する右スピーカ１１と、音響信号に基づく左耳用の音を放音する左スピーカ１２と、右スピーカ１１及び左スピーカ１２の間に配置され、これらの音響信号に基づく右耳用の音及び左耳用の音を放音する中央スピーカ１３とを備えるように構成される。そして、右スピーカ１１、左スピーカ１２、及び中央スピーカ１３は、それぞれ、平面バッフル１１３、１２３、１３３に取り付けられており、中央スピーカ１３は、その放音方向が、右スピーカ１１及び左スピーカ１２の放音方向とは逆方向に向くように配置されるように構成される。通常、各スピーカ１１、１２、１３では、振動板１１１、１２１、１３１の口径Ｄ１が磁気回路部１１２、１２２、１３２の外径Ｄ２より大きい。そのため、各スピーカ１１、１２、１３を放音方向が互い違いになるように配置することにより、スピーカシステム１全体の大きさを抑制することができるとともに、各スピーカ１１、１２、１３のスピーカ口径を大きくすることができる。これにより、低音の音の広がりを抑制して、音質の安定したコンパクトな音場を実現することができる。

【0061】

また、本実施の形態にかかるスピーカシステム１では、右スピーカ１１の振動板１１１は、その横幅方向の中央位置がスピーカシステム１のユーザの右耳の後方近傍となり、左スピーカ１２の振動板１２１は、その横幅方向の中央位置がユーザの左耳の後方近傍となるように配置される。このように構成されることにより、スピーカシステム１のユーザの左右耳近傍には、最も利得の高い利得Ｇ１の音圧（音）が届くこととなるため、スピーカシステム１のユーザは、音質の安定した音を聞くことができる。一方、音場がコンパクトであるため、同じ部屋等の近くにいる他のユーザは、漏れ聞こえる音により不快と感じることもない。

【0062】

また、本実施の形態にかかる音響システム１００は、上述のようなスピーカシステム１と、右耳用のステレオ音響信号と、左耳用のステレオ音響信号とを出力するアンプ３と、を備えるように構成される。そして、スピーカシステム１の右スピーカ１１、左スピーカ１２、及び中央スピーカ１３は、それぞれ、アンプ３からステレオ音響信号が入力されるプラス端子１１４、１２４、１３４及びマイナス端子１１５、１２５、１３５を有する。また、アンプ３は、右スピーカ１１、左スピーカ１２、及び中央スピーカ１３に対応して、右耳用のステレオ音響信号及び左耳用のステレオ音響信号の各々のためのプラス端子３１、３３及びマイナス端子３２、３４をそれぞれ有する。さらに、右スピーカ１１、左スピーカ１２、及び中央スピーカ１３と、アンプ３とは、アンプ３の右耳用のプラス端子３１が右スピーカ１１のプラス端子１１４に接続され、アンプ３の左耳用のプラス端子３３が左スピーカ１２のプラス端子１２４に接続され、アンプ３の右耳用のマイナス端子３２が中央スピーカ１３のマイナス端子１３５に接続され、中央スピーカ１３のプラス端子１３４が、右スピーカ１１のマイナス端子１１５及び左スピーカ１２のマイナス端子１２５に接続されるように構成される。音響システム１００をこのように構成することにより、上述したスピーカシステム１の効果を最大限に発揮することができる。また、スピーカシステム１とアンプ３とをこのように接続することにより、既存のアンプ３を有効利用することができるとともに、スピーカシステム１により作り出される音場は独特のサラウンド感を有するものとなる。

【0063】

（実施の形態２）
以下、図１１～図１３を参照して、実施の形態２にかかるスピーカシステムを説明する。なお、図１１と図１２は、実施の形態１の図１と図２に対して、後述するように、接触センサ５０と、位置変更機構６０とを追加したものである。そのため、実施の形態２にかかるスピーカシステム１Ａにおいて重複する構成要素については、その説明を省略する。

【0064】

＜スピーカシステム＞
まず、実施の形態２にかかるスピーカシステム１Ａの構成について説明する。図１１は、実施の形態２にかかるスピーカシステム１Ａの全体構成を示す正面図である。図１２は、実施の形態２にかかるスピーカシステム１の配置の一例を示す上面図である。図１３は、図１１に示すスピーカシステム１Ａにおけるスピーカ位置変更方法の一例を示すブロック図である。なお、スピーカシステム１Ａの各部において、実施の形態1のスピーカシステム１と同一又は類似の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を適宜省略する。

【0065】

図１１～図１３に示すように、スピーカシステム１Ａは、実施の形態１のスピーカシステム１に対して、接触センサ５０と、位置変更機構６０と、制御部７０とをさらに備えている。なお、図示しないが、制御部７０は、ヘッドレスト２内に設けられる。しかしながら、制御部７０は、図示しない無線通信部を介して通信を行うことができる場合には、別の場所に設けられてもよい。また、スピーカシステム１Ａが車両のヘッドレスト２内に配置されている場合には、制御部７０は、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）により代用されてもよい。

【0066】

接触センサ５０は、ヘッドレスト２とユーザの頭部Ａとの接触を検知するように構成される。接触センサ５０は、スイッチタイプの触覚スイッチであってもよく、接触圧力を検知する圧力センサであってもよい。接触センサ５０は、ユーザの頭部Ａの接触を検知すると、接触検知を示す検知結果（検知情報）を制御部７０に出力する。

【0067】

制御部７０は、スピーカシステム１Ａの全体を制御するものであり、プロセッサやＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。制御部７０は、接触センサ５０の検知情報を受けると、中央スピーカ１３のＸ方向における位置を変更するように、位置変更機構６０を制御する。

【0068】

位置変更機構６０は、制御部７０からの指示に応じて、中央スピーカ１３を－Ｘ方向に所定距離だけ移動させるように構成される。位置変更機構６０は、例えば、電動アクチュエータで構成される。ここで、所定距離は、右スピーカ１１及び左スピーカ１２から＋Ｘ方向に向けて放音した正位相の音と、中央スピーカ１３から＋Ｘ方向に放音した逆位相の音により、ユーザの耳元付近で音の打ち消しあいが発生しない距離である。ヘッドレスト２とユーザの頭部Ａとの接触が検知された場合、右スピーカ１１及び左スピーカ１２からユーザの耳元までの距離と、中央スピーカ１３からユーザの耳元までの距離との差が相対的に大きくなるため、右スピーカ１１及び左スピーカ１２に対し、中央スピーカ１３を離れて配置することが好ましい。このため中央スピーカ１３を、位置変更機構６０によって－Ｘ方向に移動させる。

【0069】

ここで、接触センサ５０が圧力センサから構成される場合には、制御部７０の制御に応じて、位置変更機構６０は、中央スピーカ１３の位置を段階的に移動させてもよい。例えば、圧力センサの閾値として、Ｐ１、Ｐ２（Ｐ１＜Ｐ２）が制御部７０に設定されているものとする。この場合、接触センサ５０から受けた検知結果がＰ１以上Ｐ２未満である場合には、制御部７０は、中央スピーカ１３を－Ｘ方向に所定距離の半分だけ移動させるように、位置変更機構６０を制御する。また、接触センサ５０から受けた検知結果がＰ２以上である場合には、制御部７０は、中央スピーカ１３を－Ｘ方向に所定距離だけ移動させるように、位置変更機構６０を制御する。

【0070】

なお、接触センサ５０の代わりに、図示しない測距センサを設けてもよい。そして、制御部７０は、測距センサの検知結果であるヘッドレスト２とユーザの頭部Ａとの距離に基づいて、位置変更機構６０による中央スピーカ１３の移動を制御するようにしてもよい。

【0071】

以上説明したように、本実施の形態にかかるスピーカシステム１Ａは、実施の形態１にかかるスピーカシステム１が備える各部に加えて、ヘッドレスト２とユーザの頭部Ａとの接触を検知する接触センサ５０と、制御部７０からの指示に応じて、中央スピーカ１３を－Ｘ方向に所定距離だけ移動させる位置変更機構６０と、スピーカシステム１Ａの全体を制御する制御部７０とをさらに備えている。制御部７０は、接触センサ５０の検知情報を受けると、中央スピーカ１３のＸ方向における位置を変更するように、位置変更機構６０を制御する。位置変更機構６０は、制御部７０からの指示に応じて、中央スピーカ１３を－Ｘ方向に所定距離だけ移動させる。スピーカシステム１Ａをこのように構成することにより、ユーザがヘッドレスト２に頭部Ａを付けている状態か、頭部Ａが離れている状態かによって、中央スピーカ１３のＸ方向での位置を調整することができる。これにより、実施の形態１のスピーカシステム１による効果に加えて、中央スピーカ１３から放音される逆位相の音を遠ざけつつ、右スピーカ１１及び左スピーカ１２から放音される正位相（正相）の音を近距離でユーザに届けることができる。すなわち、逆位相を再生する中央スピーカ１３がユーザの耳元に置かれていないので、逆位相の音がユーザには聞こえにくくなり、結果として、ユーザが聞く音の音質が良くなるという効果を奏する。

【0072】

以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述の実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。そして、各実施の形態は、適宜他の実施の形態と組み合わせることができる。

【0073】

各図面は、１又はそれ以上の実施形態を説明するための単なる例示である。各図面は、１つの特定の実施形態のみに関連付けられるのではなく、１又はそれ以上の他の実施形態に関連付けられてもよい。当業者であれば理解できるように、いずれか１つの図面を参照して説明される様々な特徴又はステップは、例えば明示的に図示又は説明されていない実施形態を作り出すために、１又はそれ以上の他の図に示された特徴又はステップと組み合わせることができる。例示的な実施形態を説明するためにいずれか１つの図に示された特徴又はステップのすべてが必ずしも必須ではなく、一部の特徴又はステップが省略されてもよい。いずれかの図に記載されたステップの順序は、適宜変更されてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１、１Ａ スピーカシステム
１１ 右スピーカ
１２ 左スピーカ
１３ 中央スピーカ
１１１、１２１、１３１ 振動板
１１２、１２２、１３２ 磁気回路部
１１３、１２３、１３３ 平面バッフル
１１４、１２４、１３４ スピーカ端子（＋側）
１１５、１２５、１３５ スピーカ端子（－側）
２ ヘッドレスト
３０ フレーム
４０ クッション材
５０ 接触センサ
６０ 位置変更機構
７０ 制御部
１００ 音響システム
３ アンプ
３１～３４ アンプ端子
３０１～３０５ 配線コード
Ｄ１ スピーカ口径
Ｄ２ 磁気回路部の外径
Ａ ユーザの頭部
Ｗ 頭部の横幅
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２ 音場
ＳＰ 音圧観測面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】