JP2006279099A - アレイスピーカ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アレイスピーカボックスを複数並べるときの位置関係を判定する。
【解決手段】 アレイスピーカボックス１−２の音響ビームのビーム焦点を所定点ａ２とｂ２に位置させる。隣接するアレイスピーカボックス１−１、１−３は音響ビームの外側にあるが、全く音が伝達されない訳ではなく、小さい音量で受音することができる。ここで、音量レベルが所定の範囲内にあったら、アレイスピーカボックス１−１、１−３はアレイスピーカ１−２に対しては直線状に並べられていると判定し、所定範囲から外れていたらアレイスピーカボックスの配置がずれていると判定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複数のアレイスピーカボックスを適切に配置するための技術に関する。

音響ビームを形成することができるアレイスピーカが種々開発されている。このアレイスピーカは、複数のスピーカをその波面を共通にして一つのキャビネットに取り付け、各スピーカから発する音の遅延量とレベルを制御するものであり、音響ビームを生成し、所望の位置に効率的に音を伝えることができる。

この種のアレイスピーカは、スピーカを直線状に一列に配置するものや、平面状に配置するものなどがあり、例えば、文献１に記載のアレイスピーカは、細長いキャビネットに複数のスピーカが直線状に配置されている。
特開平７−２０３５８１号公報

ところで、アレイスピーカはキャビネットに取り付けられてスピーカボックスとして構成されるが、そのアレイスピーカボックスを複数並べて使用することもできる。特に、可搬性のあるアレイスピーカボックスの場合は、適宜な場所に必要な個数だけ並べて使用することができる。この場合、各アレイスピーカボックス内のスピーカの波面が共通になるように、各アレイススピーカボックスを近接して配置すれば複数のアレイスピーカを統合して、全体として一つのアレイスピーカとして動作させることもできる。

ところで、各アレイスピーカボックスの位置や向きがずれていると、他のアレイスピーカボックスと連動して生成すべき音響ビームは本来の設計どおりに生成されず、所望の受音位置に対して所期の音響を伝達することができない。

しかしながら、従来のアレイスピーカボックスにおいては、複数並べて用いる際にも、目視によってそれぞれの位置関係を確認するしか方法がなく、音響ビームが予定どおりに生成されないということがあった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、アレイスピーカボックスを複数並べて使用する際に、その配置のずれを検出することができるアレイスピーカ制御装置を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するために、マイクとスピーカアレイが同一のキャビネットに設けられているスピーカボックスを複数台同時に制御するアレイスピーカ制御装置において、前記複数のスピーカボックスのうち検査用の音響ビームを発生するスピーカボックスを発音スピーカボックスとして指定する発音スピーカボックス指定手段と、前記発音スピーカボックスに所定の音響信号を発音させ、かつ音響ビームの向きを制御する音響ビーム制御手段と、前記発音スピーカボックス指定手段によって指定されたスピーカボックスから発音される音を受音するスピーカボックスを受音スピーカボックスとして指定する受音スピーカボックス指定手段と、 前記音響ビーム制御手段による音響ビームの焦点の位置と、前記受音スピーカボックスのマイクが受音した受音レベルとの関係から、前記発音スピーカボックスと受音スピーカボックスの位置関係の良否を判断する判定手段とを具備することを特徴とする。

また、前記判定手段は、前記音響ビームの焦点が所定の位置にあるときの前記受音レベルの値から前記発音スピーカボックスと受音スピーカボックスの位置関係の良否を判断するようにしてもよい。

また、前記音響ビーム制御手段は、前記音響ビームの焦点を所定の範囲で移動させ、前記判定手段は、前記音響ビームの焦点が前記所定の範囲にあるときの前記受音レベルの値から前記発音スピーカボックスと受音スピーカボックスの位置関係の良否を判断してもよい。

また、前記スピーカボックスが配置されている順序を記憶する記憶手段を有し、前記発音スピーカボックス指定手段は、前記記憶手段に記憶されている配置順に対し、予め定められたアルゴリズムに応じて前記発音スピーカボックスを選択するようにしてもよい。

また、前記受音スピーカボックス指定手段は、前記発音スピーカボックス指定手段が指定した発音スピーカボックスに隣接するスピーカボックスを前記記憶手段に記憶されている配置順を参照して受音スピーカボックスとして指定するようにしてもよい。

また、前記判定手段が否と判定したときに、予め記憶された音響信号または外部から供給される音響信号に基づいて報知を行う報知手段を有してもよい。

受音スピーカボックスにおける受音レベルは、発音スピーカボックスと受音スピーカボックスとの相対的な位置関係を反映するから、受音レベルを基準となる値と比較することによってスピーカボックスの配置の良否を判定することができる。

（実施形態の構成）
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。図において１−１〜１−３は各々アレイスピーカボックスである。アレイスピーカボックス１−１〜１−３は各々同一の構成になっており、その外観を図２に示す。なお、アレイスピーカボックス１−１〜１−３を総称するときには、アレイスピーカボックス１と記す。図２に示すように、アレイスピーカボックス１は、複数のスピーカＳＰがキャビネット２のバッフル板２ａに一列に取り付けられている。また、各スピーカＳＰの近傍にはマイクＭが設けられている。これらのマイクＭ，Ｍ…は、信号レベルや遅延量を制御することで、強い指向性を持ったマイクアレイとして機能する。

本実施形態は、多人数で会議を行うときに用いられる通話システムとして機能するようになっており、会議の参加者の声を相互に伝達する。すなわち、マイク付きのアレイスピーカボックス１−１〜１−３を並べて配置することにより、会議の各参加者の声をその発声位置（ほぼ顔の位置）から効率よく集音するとともに、集音した音を会議の各参加者に対して音響ビームによって伝達する。

アレイスピーカボックス１−１〜１−３の内部には、各スピーカＳＰに対してアンプおよび遅延回路が設けられており、これらの出力レベルと遅延時間を調整することにより音響ビームの数や焦点位置（ビームの向き）が制御される。また、アレイスピーカボックス１−１〜１−３の内部には各マイクＭに対するアンプおよび遅延回路も設けられており、これらの出力レベルおよび遅延時間を調整することによりマイクアレイの指向性や集音点の位置などを制御することができる。

次に、図１に示す５は集中管理回路であり、アレイスピーカボックス１−１〜１−３の各々のスピーカＳＰおよびマイクＭについてのアンプの出力レベルと遅延回路の遅延時間を制御し、音響ビームの焦点位置やマイクアレイの集音点を決定する。この場合、集中管理回路５による音響ビームや集音点の制御については、会議に参加する人数やその着席位置に応じて予め初期設定されている。

アレイスピーカボックス１−１〜１−３の各マイクＭが集音した音声は、音声信号としてエコーキャンセル回路６を介してエンコーダ／デコーダ７に供給され、ここで所定フォーマットのデジタル信号にエンコードされた後、ＬＡＮインターフェイス８を介して集中管理回路５に供給される。ＬＡＮインターフェイス８は、集中回路５とエンコーダ／デコーダ７との間でデータの授受を行うものであり、外部のネットワークにも接続されている。上述した集中管理回路５、エコーキャンセル回路６、エンコーダ／デコーダ７およびＬＡＮインターフェイス８によってアレイスピーカ制御装置が構成されている。

集中管理回路５では、供給されたデジタル信号に基づいてどのアレイスピーカボックス１−１〜１−３から送信されたものかを解析し、他のアレイスピーカボックス１−１〜１−３へ転送する。この実施形態の場合、各アレイスピーカボックス１−１〜１−３の信号には、スピーカボックスを一意に特定できるＩＤコードが含まれており、このＩＤコードに基づいてどのスピーカボックスから送信された信号であるかを識別する。また、集中管理回路５から転送される音声信号等にもＩＤコードが含まれており、これによって特定されたスピーカボックスへ音声信号が転送されるようになっている。

また、集中管理装置５は、ＬＡＮインターフェイス８を介してネットワーク網１０に接続されている装置との間においても、デジタル音声信号の授受を行う。これにより、アレイスピーカボックス１−１〜１−３の近傍にいる会議参加者は、ネットワーク網１０に接続されている装置を使用している参加者とも会議を行うことができる。

また、アレイスピーカボックス１−１〜１−３のスピーカＳＰから発せられた音声はその近傍のマイクＭから回り込んでハウリングを起こす要因になるが、本実施形態の場合はエコーキャンセル回路６によってマイクＭに回り込んだ音声はキャンセルされ、ハウリングは防止される。
以上の構成によって、各参加者は、受話器などを持つことなく、ハンズフリーの状態で会議を行うことができる。

ここで、集中管理回路５の構成について図３を参照して説明する。図において２０は回路各部を制御するＣＰＵであり、２１はＣＰＵ２０で用いられるプログラム等が記憶されたＲＯＭである。また、２２はＣＰＵ２０のワークエリアとして用いられるＲＡＭである。

２５はＣＰＵ２０に対し各種の指示やコマンドを入力する操作部であり、操作者によって操作される。２６はＣＰＵ２０とアレイスピーカボックス１−１〜１−３との間で信号の授受を行うインターフェイスである。

また、ＲＯＭ２１の内部には、測定を行うための測定波形データＷＤ、警報音を発声するための警報音データＡＰＤおよび所定の音声案内を行うための音声データＶＯＤが記憶されている。

また、本実施形態における各アレイスピーカボックス１−１〜１−３は、集中管理回路５に接続されたときに、各々のＩＤコードを集中管理回路５に送信し、ＣＰＵ２０は、送信されたＩＤコードをＲＡＭ２２に記憶させるようになっている。この記憶内容については、表示部２８にテーブルとして表示される。また、本実施形態の場合、操作者が操作部２５を操作することによって、アレイスピーカボックス１−１〜１−３の接続順を入力できるようになっている。接続順の設定は、ＲＡＭ２２内のＩＤコードのテーブルを表示部２８に表示させ、対応するＩＤコードの部分に左側からの並び順を数字で入力する。なお、並び順は右側からの並び順として入力するように構成してもよく、さらに、数字入力ではなく表示部２８に表示されているＩＤコードの並び順（上下方向あるいは左右方向の並び順）を変更することでアレイスピーカボックスの並び順を入力するように構成してもよい。

（実施形態の動作）
次に、本実施形態の動作について説明する。
まず、操作者はアレイスピーカボックス１−１〜１−３のスピーカＳＰへの信号が送信されるケーブルを各アレイスピーカボックス１−１〜１−３とエコーキャンセル回路６との間に接続し、また、アレイスピーカボックス１−１〜１−３のマイクＭの出力信号が送出されるケーブルを各アレイスピーカボックス１−１〜１−３とエコーキャンセル回路６との間に接続する。また、アレイスピーカボックス１−１〜１−３のアンプの出力レベルおよび遅延回路の遅延時間のパラメータが送信されるとともに、各アレイスピーカボックス１−１〜１−３のＩＤコードが転送されるケーブルを、各アレイスピーカボックス１−１〜１−３と集中管理回路５のインターフェイス２６との間に接続する。

次に、操作者は、表示部２８を参照しつつ操作部２５を操作して、アレイスピーカボックス１−１〜１−３の並び順を入力する。このようにして入力された並び順はＲＡＭ２２に記憶される。ここでは、アレイスピーカボックス１−１、１−２、１−３の順に左から右へ並んでいるとする。図３に示すＲＡＭ２２のボックス内には、上記の並び順が記憶されている状況を示す。そして、操作者は操作部２５に設けられている測定開始用のボタン２５ａを押す。

ボタン２５ａが押されると、ＣＰＵ２０はＲＯＭ２１内のプログラムに従い、検査音を発声するアレイスピーカボックスを決定する。この例の場合は、ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２の記憶内容を参照して、３つのアレイスピーカボックス１−１〜１−３が順次左から右へと並んでいることを認識した上で、中央に配置されているアレイスピーカボックス１−２を発音用スピーカボックスとして特定する。次に、ＣＰＵ２０はＲＯＭ２１から測定波形データＷＤを読み出し、ＬＡＮインターフェイス８を介してエンコーダ／デコーダ７に出力する。この結果、測定波形データＷＤはデコードされて測定波形信号となり、エコーキャンセル回路６を介してアレイスピーカ１−２に供給される。このとき、ＣＰＵ２０はアレイスピーカ１−２の各スピーカに対してアンプのレベルと遅延回路の遅延時間を制御し、音響ビームを移動させる。すなわち、図４に示すように、アレイスピーカ１−２の音響ビームのビーム焦点をそれぞれ中央から見て左右に傾けた所定点ａ２とｂ２に位置させる。

このように、音響ビームの角度を隣接するアレイスピーカボックス１−１、１−３側に傾けた場合、アレイスピーカボックス１−１、１−３は音響ビームの外側にあるが、全く音が伝達されない訳ではなく、小さな音量で受音することができる。そして、ＣＰＵ２０はアレイスピーカボックス１−１、１−３を受音スピーカボックスとして特定し、これらのマイクＭからの音声信号をエコーキャンセル回路６、エンコーダ／デコーダ７およびＬＡＮインターフェイス８を介して受け取り、その音量レベルを判定する。音量レベルが所定の範囲内にあったら、アレイスピーカボックス１−１、１−３はアレイスピーカ１−２に対しては直線状に並べられていると判定する。この測定においてはアレイスピーカボックス１−１、１−３に設けられているマイクＭは、マイクアレイとして機能せず、キャビネットの長手方向中央のマイクＭだけを使用する。なお、マイクアレイとして機能させ、予め所定の受音点を設定してもよい。

一方、図５に示すように、アレイスピーカボックス１−１の置き方が斜めになっていて、その左端側が他のアレイスピーカよりせり出している場合は、アレイスピーカボックス１−１の中央のマイクＭによって集音された音の音量レベルは、各アレイスピーカボックス１−１〜１−３が直線状に並べられた場合に較べて大きくなる。逆に、図５に破線で示すように、アレイスピーカボックス１−１の左端が他のアレイスピーカに較べて奥側に引き込んでいた場合は、アレイスピーカボックス１−１の中央のマイクＭによって集音された音の音量レベルは、各アレイスピーカボックス１−１〜１−３が直線状に並べられた場合に較べて小さくなる。

ＣＰＵ２０は、このように受信した信号の音量レベルが通常の範囲から逸脱していた場合には、アレイスピーカボックス１−１が、きちんと並べられていないと判定し、ＲＯＭ２１内の警報音データＡＰＤおよび音声データＶＯＤを読み出し、ＬＡＮインターフェイス８、エンコーダ／デコーダ７、およびエコーキャンセル回路６を介してアレイスピーカボックス１−１〜１−３へ出力する。この結果、アレイスピーカボックス１−１〜１−３からは、警報音とともに案内音声が出力される。案内音声としては、例えば「キャビネットの位置が正しくありません」など、操作者にアレイスピーカボックス１−１〜１−３の位置を直させることを促す音声が設定されている。なお、この場合、位置がずれていると判定されたアレイスピーカボックス１−１だけから警報音および案内音声を出力するように構成してもよい。このように構成することにより、操作者は位置が正しくないアレイスピーカがどれであるかを簡単に知ることができる。また、警報音と案内音声はどちらか一方を出力するように構成することもできる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態以外にも種々の態様で実施が可能である。
（１）上述した実施形態においては、警報音または音声によってアレイスピーカの位置がずれていることを報知したが、これに代えて光や振動によって報知してもよい。例えば、図２に示すようにアレイスピーカのキャビネットに光または振動を発生する報知部材ＬＰを設け、ＣＰＵ２０の制御のもとにこれらを光らせたり、あるいは振動させたりしてもよい。

（２）上述した実施形態においては、アレイスピーカボックスが３個の場合を例にしたが、より多数であっても実施可能である。すなわち、ＲＡＭ２２内に入力された並び順を参照しながら、ＣＰＵ２０が測定音を出すスピーカボックスを順次特定してゆけばよく、また、受音スピーカボックスとしては例えば発音スピーカボックスに隣接するスピーカボックスを特定すればよい。この場合には、発音スピーカボックスに隣接するアレイスピーカボックスとの間において、相対的な位置の確認を順次行うことができる。なお、ＣＰＵ２０は多数のアレイスピーカが配置されている場合には、端から一つおきに測定信号を出すアレイスピーカとして特定しておけば、全てのアレイスピーカボックスについての位置関係を調べることができる。例えば、発音スピーカとしては、左端から２番目、４番目、６番目という順序で指定すればよい。
また、全てのアレイスピーカボックスについて端から順次測定用信号を発生するようにし、その両隣のスピーカボックスを受音用スピーカボックスとして順次特定してもよい。

また、受音スピーカボックスは必ずしも発音スピーカボックスに隣接している必要はない。発音スピーカボックスと受音スピーカボックスとの間に他のスピーカボックスが入っていても構わないし、発音スピーカボックスに連なる複数のスピーカボックスを受音スピーカボックスとして特定してもよい。要するに、受音スピーカボックスにおける受音レベルから、発音スピーカボックスと受音スピーカボックスとの相対的な位置関係の良否が判定できればよい。

（３）上述した実施形態においては、測定開始ボタン２５ａを押したときに測定を行うようにしたが、集中管理回路５の電源がオンされたときに測定を行うように構成してもよく、タイマ等によって適宜な時刻を設定して測定を行っても良い。

（４）上述した実施形態においては、図４に示す焦点位置ａ２、ｂ２に音響ビームを焦点させたときの受音スピーカボックスにおける受音レベルによってスピーカボックスの位置関係を判定したが、これに代えて、例えば、焦点位置ａ１からａ２に音響ビームを移動させた際における受音レベルの変化の状態からスピーカボックスの位置関係を判定するように構成してもよい。

（５）上述した実施形態においては、各スピーカボックスから送信されるＩＤコードによって各々との信号の授受を識別したが、集中管理回路やエコーキャンセル回路の接続端子が各スピーカボックス用に複数設けられている場合は、端子によって各スピーカボックスとの信号の授受を識別してもよい。

（６）上述した実施形態においては、操作者が並び順を設定するようにしたが、左に置くスピーカボックスから接続してゆくような取り決めをしている場合には、ＣＰＵ２０は最初に供給されたＩＤコードを有するスピーカボックスが最左端にあると認識し、その後はＩＤコードが供給される毎に順次左から右に向かって並べられているものとして自動認識することもできる。

（７）上述した実施形態においては、各アレイスピーカボックスがマイクアレイを有していたが、マイクは１個でもよい。また、マイクを複数設ける場合でも、マイクアレイとして構成されていなくてもよい。

（８）上述した実施形態においては、アレイスピーカボックスの位置関係が悪いときに、警報音を鳴らしたり、音声案内を出力したりしたが、これに代えて、アレイスピーカボックスから出力される信号の特性を変えて、通常とは異なる音（高域が出ない、歪むなど）が出力されるように構成してもよい。

（９）上述した実施形態においては、ＲＯＭ２１内に記憶された測定波形データＷＡや音声データＶＯＤに基づいて、警報や音声案内を行ったが、これに代えて、外部から供給された信号に基づいて警報や音声案内を行うようにしてもよい。

本実施形態の構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるアレイスピーカボックスの外観を示す斜視図である。 同実施形態における集中管理回路５の構成を示すブロック図である。 同実施形態におけるアレイスピーカボックスの並び方の一例を示す平面図である。 同実施形態におけるアレイスピーカボックスの並び方の他の例を示す平面図である。

符号の説明

１−１〜１−３…アレイスピーカボックス、５…集中管理回路、２０…ＣＰＵ、２１…ＲＯＭ、２２…ＲＡＭ、２５…操作部。

Claims (6)

1. マイクとスピーカアレイが同一のキャビネットに設けられているスピーカボックスを複数台同時に制御するアレイスピーカ制御装置において、
   前記複数のスピーカボックスのうち検査用の音響ビームを発生するスピーカボックスを発音スピーカボックスとして指定する発音スピーカボックス指定手段と、
   前記発音スピーカボックスに所定の音響信号を発音させ、かつ音響ビームの向きを制御する音響ビーム制御手段と、
   前記発音スピーカボックス指定手段によって指定されたスピーカボックスから発音される音を受音するスピーカボックスを受音スピーカボックスとして指定する受音スピーカボックス指定手段と、
   前記音響ビーム制御手段による音響ビームの焦点の位置と、前記受音スピーカボックスのマイクが受音した受音レベルとの関係から、前記発音スピーカボックスと受音スピーカボックスの位置関係の良否を判断する判定手段と、
   を具備することを特徴とするアレイスピーカ制御装置。
2. 前記判定手段は、前記音響ビームの焦点が所定の位置にあるときの前記受音レベルの値から前記発音スピーカボックスと受音スピーカボックスの位置関係の良否を判断することを特徴とする請求項１記載のアレイスピーカ制御装置。
3. 前記音響ビーム制御手段は、前記音響ビームの焦点を所定の範囲で移動させ、前記判定手段は、前記音響ビームの焦点が前記所定の範囲にあるときの前記受音レベルの値から前記発音スピーカボックスと受音スピーカボックスの位置関係の良否を判断することを特徴とする請求項１記載のアレイスピーカ制御装置。
4. 前記スピーカボックスが配置されている順序を記憶する記憶手段を有し、
   前記発音スピーカボックス指定手段は、前記記憶手段に記憶されている配置順に対し、予め定められたアルゴリズムに応じて前記発音スピーカボックスを選択することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のアレイスピーカ制御装置。
5. 前記受音スピーカボックス指定手段は、前記発音スピーカボックス指定手段が指定した発音スピーカボックスに隣接するスピーカボックスを前記記憶手段に記憶されている配置順を参照して受音スピーカボックスとして指定することを特徴とする請求項３または４記載のアレイスピーカ制御装置。
6. 前記判定手段が否と判定したときに、予め記憶された音響信号または外部から供給される音響信号に基づいて報知を行う報知手段を有することを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のアレイスピーカ制御装置。

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