JP2007142909A - Acoustic reproducing system - Google Patents

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Takashi Yamakawa
高史 山川
Takao Nakatani
隆雄 中谷
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Yamaha Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acoustic reproducing system capable of performing an acoustic output in various modes by a small-scale speaker array. <P>SOLUTION: Speaker arrays 222L, 222R are to be slidably supported by a rail 221, and an acoustic beam is made to be output from each of the speaker arrays at each appropriate position. At that time, control of a signal process for making the acoustic beam outputted from each of the speaker arrays is to be performed based on a position of each of the speaker arrays 222L, 222R. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、教室での授業、講演会、コンサートなどにおける音響再生に好適な音響再生システムに関する。   The present invention relates to a sound reproduction system suitable for sound reproduction in classrooms, lectures, concerts, and the like.

スピーカアレイは、複数のスピーカをライン状またはマトリックス状に配置した音響出力装置である。このスピーカアレイによれば、各スピーカに与えるオーディオ信号の遅延制御を行うことにより、指向性の鋭い音響ビームを放射することができる。このため、特定エリアに向けて音声を提供するサービスにスピーカアレイを利用する技術が各種提案されている（例えば特許文献１および２）。また、空間内の１つの焦点に収束する音響ビームを発生させた場合、その焦点において音圧が局所的に高まるため、焦点の近傍の聴者は、あたかもその焦点の位置に音源があるかのような印象を受ける。この点に着目し、仮想音源を形成する音場再生装置としてスピーカアレイを利用する技術が各種提案されている（例えば非特許文献１）。
特開平１１−２７６０４号公報 特開２００５−１７３１３７号公報 “スピーカアレイを用いた３次元音響再生”、ＮＨＫ放送技術研究所 中山靖茂、大久保洋幸、渡辺馨、小宮山摂、ＶＭＡ研究会論文誌第９号１２−１７ページ、２００２年７月１２日発行 The speaker array is a sound output device in which a plurality of speakers are arranged in a line shape or a matrix shape. According to this speaker array, a sound beam with sharp directivity can be radiated by performing delay control of an audio signal applied to each speaker. For this reason, various techniques using a speaker array for a service that provides sound toward a specific area have been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). In addition, when an acoustic beam that converges to one focal point in space is generated, the sound pressure locally increases at that focal point, so that a listener near the focal point is as if there is a sound source at the focal point. Get a good impression. By paying attention to this point, various techniques using a speaker array as a sound field reproduction device for forming a virtual sound source have been proposed (for example, Non-Patent Document 1).
JP-A-11-27604 JP 2005-173137 A "3D sound reproduction using speaker array", NHK Science and Technology Research Laboratories Shigeru Nakayama, Hiroyuki Okubo, Satoshi Watanabe, Satoshi Komiyama, VMA Research Group Journal No. 9 pages 12-17, issued July 12, 2002

ところで、スピーカアレイは、スピーカの配列の態様およびスピーカアレイ全体のサイズにより、音響ビームを到達させることができる範囲など、音響出力の態様が制約を受ける。従って、様々な態様での音響出力を行うためには、例えば部屋の１つの壁の全面を覆うような大規模なスピーカアレイを設ける必要がある。しかし、そのような大規模なスピーカアレイは、高価なものとなる。また、スピーカアレイにより壁の全面を覆ったのでは、例えば掲示物の展示などの他の用途に壁を利用することができなくなる問題もある。   By the way, in the speaker array, the mode of sound output, such as a range in which an acoustic beam can reach, is restricted by the manner of speaker arrangement and the size of the entire speaker array. Therefore, in order to perform sound output in various modes, for example, it is necessary to provide a large-scale speaker array that covers the entire surface of one wall of a room. However, such a large-scale speaker array is expensive. Further, if the entire surface of the wall is covered with the speaker array, there is a problem that the wall cannot be used for other purposes such as display of a display.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、小規模なスピーカアレイにより様々な態様で音響出力を行うことができる音響再生システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an acoustic reproduction system that can perform acoustic output in various modes by a small speaker array.

この発明は、複数のスピーカを有するスピーカアレイと、前記スピーカアレイを摺動自在に支持する支持手段とを有する音響出力装置と、音源から与えられるオーディオ信号に少なくとも遅延処理を含む信号処理を施し、前記スピーカアレイの複数のスピーカを駆動する複数の遅延オーディオ信号を生成する信号処理手段と、音響出力の態様の指示を受け取るための入力手段と、前記スピーカアレイにより前記入力手段を介して指示された態様で音響出力が行われるように、前記スピーカアレイの位置に基づき、前記信号処理手段における信号処理を制御する制御手段とを具備することを特徴とする音響再生システムを提供する。
かかる発明によれば、スピーカアレイの位置を自在に変えることができるので、小規模なスピーカアレイにより多彩な態様での音響出力が可能になる。 The present invention provides a sound output device having a speaker array having a plurality of speakers, and a support means for slidably supporting the speaker array, and performs signal processing including at least delay processing on an audio signal provided from a sound source, Signal processing means for generating a plurality of delayed audio signals for driving a plurality of speakers of the speaker array, input means for receiving an instruction of a sound output mode, and instructions given by the speaker array via the input means A sound reproduction system comprising: control means for controlling signal processing in the signal processing means based on the position of the speaker array so as to perform sound output in a mode.
According to this invention, since the position of the speaker array can be freely changed, it is possible to output sound in various modes with a small-scale speaker array.

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
＜実施形態の構成＞
図１はこの発明の一実施形態である音響再生システムの設置された教室１を斜め上方から見た図、図２は同教室１を側方から見た図である。一般的な教室と同様、教室１の前方には教壇２が配置されており、この教壇２の上には教卓３が配置されている。教師４は、教壇２の上に立ち、教壇２を前にして着席した複数の生徒５に対して講義を行う。本実施形態における音響再生システムは、システム全体の制御およびオーディオ信号の処理を行う本体部１００と、教師４の音声を収音するマイク２１０と、教師４の声を生徒５に伝えるための手段として用いられる音響出力装置２２０と、教師４から各種の指示を受け取るための操作表示装置３００とを有している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Configuration of Embodiment>
FIG. 1 is a diagram of a classroom 1 in which an acoustic reproduction system according to an embodiment of the present invention is installed as viewed from obliquely above, and FIG. 2 is a diagram of the classroom 1 as viewed from the side. Like a general classroom, a classroom 2 is arranged in front of the classroom 1, and a classroom 3 is arranged on the platform 2. The teacher 4 stands on the platform 2 and gives a lecture to a plurality of students 5 seated in front of the platform 2. The sound reproduction system in the present embodiment is a main body unit 100 that controls the entire system and processes audio signals, a microphone 210 that collects the voice of the teacher 4, and a means for transmitting the voice of the teacher 4 to the student 5. The sound output device 220 used and the operation display device 300 for receiving various instructions from the teacher 4 are provided.

図示の例では、本体部１００は、教卓３内に収納されており、操作表示装置３００は教卓３の上に置かれている。マイク２１０は、教師４の衣服に固定されている。このマイク２１０は、教師４の音声を表すオーディオ信号を信号線ケーブルにより本体部１００に伝えるマイクであってもよいし、ワイヤレスマイクであってもよい。なお、図示は省略したが、ＣＤ再生装置やチューナなどの音源から再生されるデジタルオーディオ信号を本体部１００に与え、その処理を行わせることも可能である。   In the example shown in the figure, the main body 100 is housed in the teaching desk 3, and the operation display device 300 is placed on the teaching desk 3. The microphone 210 is fixed to the clothes of the teacher 4. The microphone 210 may be a microphone that transmits an audio signal representing the voice of the teacher 4 to the main body unit 100 via a signal line cable, or may be a wireless microphone. Although not shown in the figure, it is also possible to provide the main body unit 100 with a digital audio signal reproduced from a sound source such as a CD reproducing device or a tuner and perform the processing.

音響出力装置２２０は、教壇２のある前方の壁の天井近くの位置に固定されたレール２２１と、このレール２２１に吊り下げられ、レール２２１に沿って水平方向に移動可能な左右２個のスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒとにより構成されている。これらのスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒは、図３に示すように、複数のスピーカＳＰをマトリックス状に並べたものでもよく、図４に示すように、複数のスピーカＳＰをライン状に並べたものでもよい。   The sound output device 220 includes a rail 221 fixed at a position near the ceiling of the front wall where the platform 2 is located, and two left and right speakers suspended on the rail 221 and movable in the horizontal direction along the rail 221. The arrays 222L and 222R are configured. These speaker arrays 222L and 222R may be a plurality of speakers SP arranged in a matrix as shown in FIG. 3, or a plurality of speakers SP arranged in a line as shown in FIG. .

好ましい態様において、図５に示すように、２個のスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒでは、一定のピッチＬでスピーカＳＰが並んでいる。そして、両スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを隙間なく当接させた状態では、スピーカアレイ２２２Ｌの右端のスピーカＳＰとスピーカアレイ２２２Ｒの左端のスピーカＳＰとがピッチＬで並び、両スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを通じてスピーカＳＰが規則的に並んだ状態となる。すなわち、この状態においてスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒは、元のスピーカアレイの横幅を２倍にしたスピーカアレイを構成する。   In a preferred embodiment, as shown in FIG. 5, the speakers SP are arranged at a constant pitch L in the two speaker arrays 222L and 222R. When both speaker arrays 222L and 222R are in contact with each other without a gap, the rightmost speaker SP of the speaker array 222L and the leftmost speaker SP of the speaker array 222R are arranged at a pitch L, and the speakers are passed through both speaker arrays 222L and 222R. The SPs are regularly arranged. That is, in this state, the speaker arrays 222L and 222R constitute a speaker array in which the width of the original speaker array is doubled.

人間の音声を放射する場合、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚの帯域の音声をスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから放射することができればよい。また、教室において使用するのであれば、３００Ｈｚの音響ビームを真正面から６０度傾いた方角に放射できる程度の指向性制御能力があればよい。そのためには、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒは、各々１ｍの幅を有していれば充分である。また、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒには、口径５．７ｃｍ程度のスピーカＳＰを７ｃｍの間隔で配置すれば、実用上問題のない再生帯域、高域限界が得られる。   In the case of radiating human voice, it is only necessary that voice in a band of 300 Hz to 4 kHz can be radiated from the speaker arrays 222L and 222R. In addition, when used in a classroom, it is only necessary to have a directivity control capability that can radiate a 300 Hz acoustic beam in a direction inclined 60 degrees from the front. For that purpose, it is sufficient that the speaker arrays 222L and 222R each have a width of 1 m. Further, if the speaker SPs having a diameter of about 5.7 cm are arranged at intervals of 7 cm in the speaker arrays 222L and 222R, a reproduction band and a high frequency limit that do not cause a practical problem can be obtained.

図６は、本実施形態における音響再生システムの構成を示すブロック図である。図６において、スピーカアレイ駆動装置２２３は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒをレール２２１に沿って移動させる装置であり、例えばパルスモータなどのモータと、このモータの回転運動を直線運動に変換し、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒに伝達する伝達機構とを有している。本実施形態におけるスピーカアレイ駆動装置２２３は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの一方を単独で移動させる動作と、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの両方を同一方向に移動させる動作の両方が可能な構成となっている。スピーカアレイ位置検出装置２２４は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの各々の位置を検出する装置である。   FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the sound reproduction system in the present embodiment. In FIG. 6, a speaker array driving device 223 is a device that moves the speaker arrays 222L and 222R along the rails 221. For example, a motor such as a pulse motor and the rotational motion of this motor are converted into a linear motion. And a transmission mechanism for transmitting to 222L or 222R. The speaker array driving device 223 in the present embodiment is configured to be capable of both an operation of moving one of the speaker arrays 222L and 222R alone and an operation of moving both the speaker arrays 222L and 222R in the same direction. . The speaker array position detection device 224 is a device that detects the position of each of the speaker arrays 222L and 222R.

本体部１００は、信号処理部１１０、制御部１２０およびメモリ部１３０を有している。本実施形態において、スピーカアレイ２２２Ｌは、ｍ個のスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を有しており、スピーカアレイ２２２Ｒも、同様なｍ個のスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）を有している。信号処理部１１０は、マイク２１０等から出力されるオーディオ信号に基づき、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを構成する２ｍ個のスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）を駆動し、各種の音響ビームや教室１内の全体に行きわたる全体拡声音をスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから出力させる装置である。この信号処理部１１０の構成は次の通りである。   The main body unit 100 includes a signal processing unit 110, a control unit 120, and a memory unit 130. In the present embodiment, the speaker array 222L includes m speakers SP-k (k = 1 to m), and the speaker array 222R also has similar m speakers SP-k (k = m + 1 to 2m). )have. The signal processing unit 110 drives the 2m speakers SP-k (k = 1 to 2 m) constituting the speaker arrays 222L and 222R based on the audio signal output from the microphone 210 or the like, and performs various acoustic beams and classrooms. 1 is a device for outputting the whole loud sound that reaches the whole in 1 from the speaker arrays 222L and 222R. The configuration of the signal processing unit 110 is as follows.

Ａ／Ｄ変換器１１１は、マイク２１０から出力されるオーディオ信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換し、デジタル形式のオーディオ信号を出力する。デジタルオーディオインタフェース１１７は、ＣＤ再生装置やチューナなどの音源から再生されるデジタルオーディオ信号を受け取って出力するインタフェースである。聴感補正部１１２は、Ａ／Ｄ変換器１１１またはデジタルオーディオインタフェース１１７から出力されるオーディオ信号に対し、ラウドネス補正やダイナミックレンジ圧縮などの聴感補正処理を施す装置である。本実施形態では、教師４の音声を難聴者に対して提供する必要がある場合にこの聴感補正部１１２の処理が利用される。   The A / D converter 111 performs A / D conversion on the audio signal (analog signal) output from the microphone 210 and outputs a digital audio signal. The digital audio interface 117 is an interface that receives and outputs a digital audio signal reproduced from a sound source such as a CD reproducing device or a tuner. The audibility correction unit 112 is a device that performs audibility correction processing such as loudness correction and dynamic range compression on an audio signal output from the A / D converter 111 or the digital audio interface 117. In the present embodiment, the process of the audibility correction unit 112 is used when it is necessary to provide the voice of the teacher 4 to the deaf person.

ｎ個の音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、スピーカアレイ２２２Ｌ、２２２Ｒまたはこれら両者を合体させたスピーカアレイから音響ビームを出力させるための信号処理を行う手段である。各音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、例えばスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを合体させたスピーカアレイにより焦点Ｆを持った音響ビームを出力する場合、Ａ／Ｄ変換器１１１、デジタルオーディオインタフェース１１７または聴感補正部１１２から出力されるオーディオ信号に遅延処理および窓関数の乗算処理を施し、２ｍ個のスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）を各々駆動するための２ｍ個の遅延オーディオ信号を各々出力する。また、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒの一方のみにより音響ビームを出力する場合、各音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、前者のスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）を駆動する遅延オーディオ信号または後者のスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）を駆動する遅延オーディオ信号を生成する。その際、音響ビーム信号処理部１１３−ｊは、駆動される複数のスピーカＳＰ−ｋから出力された音波が焦点Ｆに同位相で到達し、焦点Ｆにおいて音圧が局所的に高くなるように、複数の遅延オーディオ信号を生成する遅延処理を実行する。窓関数の乗算処理は、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒから焦点Ｆのある方向とは異なる方向に向かうサイドローブが発生するのを抑制するために行われるものである。   The n acoustic beam signal processing units 113-j (j = 1 to n) are means for performing signal processing for outputting an acoustic beam from the speaker arrays 222L and 222R or a speaker array in which both are combined. When each acoustic beam signal processing unit 113-j (j = 1 to n) outputs an acoustic beam having a focal point F by a speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are combined, for example, the A / D converter 111, The audio signal output from the digital audio interface 117 or the auditory correction unit 112 is subjected to delay processing and window function multiplication processing to drive 2m speakers SP-k (k = 1 to 2 m). Each delayed audio signal is output. Further, when an acoustic beam is output by only one of the speaker arrays 222L or 222R, each acoustic beam signal processing unit 113-j (j = 1 to n) uses the former speaker SP-k (k = 1 to m). A delayed audio signal to be driven or a delayed audio signal to drive the latter speaker SP-k (k = m + 1 to 2 m) is generated. At that time, the acoustic beam signal processing unit 113-j causes the sound wave output from the plurality of driven speakers SP-k to reach the focal point F in the same phase, and the sound pressure locally increases at the focal point F. , Delay processing for generating a plurality of delayed audio signals is executed. The window function multiplication processing is performed in order to suppress generation of side lobes from the speaker array 222L or 222R in a direction different from the direction of the focal point F.

音響ビームの焦点Ｆでは、音圧が局所的に高まり、これに対面した生徒５は、この位置に音源があるかのように認識する。本実施形態では、特定の生徒５の注意を喚起するための手段として、この音響ビームによる仮想音源を利用する。なお、低域の音よりも高域の音の方が音源の位置を聴者に明瞭に認識させることができるため、音響ビームによる仮想音源をスピーカアレイにより生成する場合には、ハイパスフィルタによりオーディオ信号の高域成分のみを抽出し、音響ビームの出力に関与する音響ビーム信号処理部１１３−ｊに与えるようにしてもよい。音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）は、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒの前方の焦点Ｆに収束する音響ビームの他、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒから出力された後、幅を変えることなく平面波として伝播する音響ビームや、幅を徐々に増加させつつ伝播する音響ビームを得るための信号処理にも用いられる。それらの音響ビームの生成のための信号処理においても、スピーカアレイを構成する各スピーカを駆動する遅延オーディオ信号を得る際の遅延量や窓関数値の調節により、音響ビームを出力する方角や音響ビームの広がり角の調整が行われる。   At the focal point F of the acoustic beam, the sound pressure increases locally, and the student 5 facing this recognizes as if there is a sound source at this position. In the present embodiment, a virtual sound source using this acoustic beam is used as a means for alerting a specific student 5. Note that the high-frequency sound can make the listener more clearly recognize the position of the sound source than the low-frequency sound. Therefore, when a virtual sound source using an acoustic beam is generated by a speaker array, the audio signal is output by a high-pass filter. May be extracted and given to the acoustic beam signal processing unit 113-j involved in the output of the acoustic beam. The acoustic beam signal processor 113-j (j = 1 to n) changes the width after being output from the speaker array 222L or 222R in addition to the acoustic beam that converges at the focal point F in front of the speaker array 222L or 222R. It is also used for signal processing for obtaining an acoustic beam propagating as a plane wave and an acoustic beam propagating while gradually increasing the width. In the signal processing for generating these acoustic beams, the direction of the acoustic beam output and the acoustic beam can be adjusted by adjusting the delay amount and window function value when obtaining the delayed audio signal that drives each speaker constituting the speaker array. The spread angle is adjusted.

全体拡声信号処理部１１４には、Ａ／Ｄ変換器１１１またはデジタルオーディオインタフェース１１７から出力されるオーディオ信号が入力される。この全体拡声信号処理部１１４は、音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）と同様、入力されるオーディオ信号に対して遅延処理と窓関数の乗算処理を施すものであるが、この全体拡声信号処理部１１４は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから全体拡声音、すなわち、あたかも各スピーカアレイの背後にある仮想的な各焦点から発してスピーカ群ＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）およびスピーカ群ＳＰ−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）を各々通過したかのように各スピーカから放射され、範囲を広げながら伝播する音響ビームを出力させるための遅延処理および窓関数の乗算処理を行う。   The audio signal output from the A / D converter 111 or the digital audio interface 117 is input to the overall loudspeaker signal processing unit 114. The overall loudspeaker signal processing unit 114 performs delay processing and window function multiplication processing on the input audio signal, similarly to the acoustic beam signal processing unit 113-j (j = 1 to n). This general loudspeaker signal processing unit 114 emits general loudspeaks from the speaker arrays 222L and 222R, that is, speaker groups SP-k (k = 1 to m) and virtual focal points behind each speaker array. Delay processing and window function multiplication processing are performed to output an acoustic beam that is radiated from each speaker as if it has passed through the speaker group SP-k (k = m + 1 to 2 m) and propagates while expanding the range.

加算器１１５−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）は、音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）の各々から出力される各２ｍ個の遅延オーディオ信号と全体拡声信号処理部１１４から出力される２ｍ個の遅延オーディオ信号とを同一スピーカＳＰ−ｋに対応したもの同士加算して各々出力する。Ｄ／Ａ変換器１１６−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）は、加算器１１５−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）から出力される各オーディオ信号をアナログ信号に変換し、スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）に供給する。
以上が信号処理部１１０の構成の詳細である。 The adders 115-k (k = 1 to 2m) are provided from each of the 2m delayed audio signals output from each of the acoustic beam signal processing units 113-j (j = 1 to n) and the overall sound signal processing unit 114. The output 2m delayed audio signals corresponding to the same speaker SP-k are added together and output. The D / A converter 116-k (k = 1 to 2m) converts each audio signal output from the adder 115-k (k = 1 to 2m) into an analog signal, and the speaker SP-k (k = 1 to 2 m).
The details of the configuration of the signal processing unit 110 have been described above.

制御部１２０は、ＣＰＵと、このＣＰＵにより実行される各種のプログラムを記憶したＲＯＭと、ワークエリアとして用いられるＲＡＭなどにより構成されている。この制御部１２０は、スピーカアレイ位置検出装置２２４により検出されるスピーカアレイ２２２Ｌ、２２２Ｒの各位置および操作表示装置３００を介して与えられる各種の情報または指示に従い、信号処理部１１０における信号処理の制御を行う。また、制御部１２０は、操作表示装置３００を介して与えられる指示等に従い、スピーカアレイ駆動装置２２３によりスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを駆動するための制御を行う。メモリ部１３０は、制御部１２０が信号処理部１１０の制御を行う際に参照する各種の制御情報を記憶している。この制御情報の１つに、教室１内における各生徒５の座席の位置座標を示す座席位置テーブル１３１がある。   The control unit 120 includes a CPU, a ROM storing various programs executed by the CPU, a RAM used as a work area, and the like. The control unit 120 controls signal processing in the signal processing unit 110 in accordance with the positions of the speaker arrays 222L and 222R detected by the speaker array position detection device 224 and various information or instructions given via the operation display device 300. I do. In addition, the control unit 120 performs control for driving the speaker arrays 222L and 222R by the speaker array driving device 223 in accordance with an instruction or the like given through the operation display device 300. The memory unit 130 stores various control information that is referred to when the control unit 120 controls the signal processing unit 110. One of the control information is a seat position table 131 indicating the position coordinates of the seats of the students 5 in the classroom 1.

制御部１２０により実行される処理として全体制御処理１２１と、複数のモード別制御処理１２２と、スピーカアレイ駆動処理１２３がある。全体制御処理１２１は、いわばメインルーチンであり、複数のモード別制御処理１２２およびスピーカアレイ駆動処理１２３はこのメインルーチンにおいて起動されるサブルーチンである。   The processes executed by the control unit 120 include an overall control process 121, a plurality of mode-specific control processes 122, and a speaker array drive process 123. The overall control process 121 is a so-called main routine, and the plurality of mode-specific control processes 122 and the speaker array driving process 123 are subroutines activated in this main routine.

複数のモード別制御処理１２２は、各々、信号処理部１１０内のオーディオ信号の信号伝達経路を形成する制御を行うとともに、信号処理に用いるパラメータを演算し、信号処理部１１０内の各部に設定する処理である。本実施形態における音響再生システムは、例えば２個のスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒにより、教室１内への全体拡声音を放音するとともに、指定された位置に仮想音源を形成するモード、あるいは２個のスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを利用して特定エリアにステレオ再生音を提供するモード等、２個のスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを利用して音響出力を行うモードを複数種類有している。ここで、Ａ／Ｄ変換器１１１、聴感補正部１１２およびデジタルオーディオインタフェース１１７のいずれの出力信号を処理対象とするのか、また、音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）および全体拡声信号処理部１１４のうちのいずれにオーディオ信号の処理を行わせるのかは、音響出力のモードにより異なる。従って、音響出力のモードに応じて信号処理部１１０内のオーディオ信号の信号伝達経路を形成する必要がある。また、音響出力をスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒに行わせるための信号処理部１１０の信号処理もモードに応じた内容にする必要がある。そこで、本実施形態では、各種のモードに対応付けて信号処理部１１０の状態を制御するためのモード別制御処理１２２が用意されているのである。なお、本実施形態において用意されている音響出力のモードについては、説明の重複を避けるため、本実施形態の動作説明において詳細を明らかにする。   Each of the plurality of mode-specific control processes 122 performs control to form a signal transmission path of the audio signal in the signal processing unit 110, calculates parameters used for signal processing, and sets the parameters in each unit in the signal processing unit 110. It is processing. The sound reproduction system according to the present embodiment emits an overall loud sound into the classroom 1 by using, for example, two speaker arrays 222L and 222R, and forms a virtual sound source at a designated position, or two There are a plurality of modes for sound output using the two speaker arrays 222L and 222R, such as a mode for providing stereo reproduction sound to a specific area using the speaker arrays 222L and 222R. Here, which output signal of the A / D converter 111, the audibility correction unit 112, and the digital audio interface 117 is to be processed, the acoustic beam signal processing unit 113-j (j = 1 to n) and the whole Which of the loudspeaker signal processing units 114 performs processing of the audio signal differs depending on the sound output mode. Therefore, it is necessary to form a signal transmission path for the audio signal in the signal processing unit 110 in accordance with the sound output mode. Further, the signal processing of the signal processing unit 110 for causing the speaker arrays 222L and 222R to perform sound output needs to have contents corresponding to the mode. Therefore, in this embodiment, a mode-specific control process 122 for controlling the state of the signal processing unit 110 in association with various modes is prepared. Note that the sound output modes prepared in the present embodiment will be clarified in detail in the operation description of the present embodiment in order to avoid overlapping description.

全体制御処理１２１では、操作表示装置３００を介して与えられる指示に従って、実行すべき音響出力のモードを判定し、そのモードに対応したモード別制御処理１２２を起動する。各モードに対応したモード別制御処理１２２では、そのモードに対応して信号伝達経路を信号処理部１１０内に形成する。また、スピーカアレイ位置検出装置２２４により検出されるスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの各位置と、その他の必要なパラメータ（例えば仮想音源を形成する場合にはその目標位置）に基づき、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを駆動する遅延オーディオ信号を生成する際の遅延量、窓関数値等、信号処理に用いるパラメータを算出し、音響ビーム信号処理部１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）または全体拡声信号処理部１１４のうち信号処理を担当するものに設定する。スピーカアレイ駆動処理１２３は、操作表示装置３００を介して与えられる指示に従い、スピーカアレイ駆動装置２２３により、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒを移動させる処理である。また、本実施形態では、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒの位置を自動的に最適化する旨の指示が発生する場合がある。スピーカアレイ駆動処理１２３では、そのような場合におけるスピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒの駆動制御を行う。   In the overall control process 121, the sound output mode to be executed is determined according to an instruction given via the operation display device 300, and the mode-specific control process 122 corresponding to the mode is activated. In the mode-specific control processing 122 corresponding to each mode, a signal transmission path is formed in the signal processing unit 110 corresponding to the mode. The speaker arrays 222L and 222R are determined based on the positions of the speaker arrays 222L and 222R detected by the speaker array position detection device 224 and other necessary parameters (for example, the target position when a virtual sound source is formed). Parameters used for signal processing such as a delay amount when generating a delayed audio signal to be driven, a window function value, and the like are calculated, and the acoustic beam signal processing unit 113-j (j = 1 to n) or the overall loudspeaking signal processing unit 114 Set to the one in charge of signal processing. The speaker array driving process 123 is a process of moving the speaker array 222L or 222R by the speaker array driving device 223 in accordance with an instruction given via the operation display device 300. In the present embodiment, an instruction to automatically optimize the position of the speaker array 222L or 222R may be generated. In the speaker array drive processing 123, drive control of the speaker array 222L or 222R in such a case is performed.

図７は操作表示装置３００の構成例を示す平面図である。この操作表示装置３００は、タッチパネルである。操作表示装置３００の操作面の右半分の領域には、座席指定エリア３０１と案内メッセージ表示エリア３０２が設けられている。座席指定エリア３０１は、教卓３を表わす矩形と生徒５の座席を表す複数の矩形が表示されている。教師４は、所望の生徒５の座席に対応した矩形にタッチし、その座席を指定することができる。この指定された座席の位置に基づき、例えば仮想音源の位置などが決定される。案内メッセージ表示エリア３０２は、教師４による操作表示装置３００の操作を補助するための案内メッセージが表示される。   FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of the operation display device 300. The operation display device 300 is a touch panel. A seat designation area 301 and a guidance message display area 302 are provided in the right half region of the operation surface of the operation display device 300. In the seat designation area 301, a rectangle representing the teaching desk 3 and a plurality of rectangles representing the seats of the student 5 are displayed. The teacher 4 can touch the rectangle corresponding to the seat of the desired student 5 and specify the seat. Based on the designated seat position, for example, the position of the virtual sound source is determined. In the guidance message display area 302, a guidance message for assisting the operation of the operation display device 300 by the teacher 4 is displayed.

操作表示装置３００の操作面の左半分の領域には次のような各種のソフトボタンが設けられている。移動ボタン３１１〜３１６は、スピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒの移動を指示するソフトボタンである。移動ボタン３１１〜３１６の１つが押されると、制御部１２０は、スピーカアレイ駆動処理１２３を実行し、そのソフトボタンが押されている間、そのソフトボタンにより指示されたスピーカアレイの移動をスピーカアレイ駆動装置２２３に行わせる。移動ボタン３１１および３１４は、生徒５から見て右側にあるスピーカアレイ２２２Ｒを図示の矢印の方向に移動させることを指示するソフトボタン、移動ボタン３１２および３１５は、生徒５から見て左側にあるスピーカアレイ２２２Ｌを図示の矢印の方向に移動させることを指示するソフトボタンである。操作面上、移動ボタン３１１および３１４を左側に、移動ボタン３１２および３１５を右側に設けているのは、教師４がスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒに背を向けて操作表示装置３００の操作をする際の操作性を良くするためである。移動ボタン３１３および３１６は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを両者の間隔を変えることなく２個まとめて図示の矢印の方向に移動させることを指示するソフトボタンである。   The following various soft buttons are provided in the left half area of the operation surface of the operation display device 300. The move buttons 311 to 316 are soft buttons for instructing to move the speaker array 222L or 222R. When one of the move buttons 311 to 316 is pressed, the control unit 120 executes the speaker array driving process 123, and while the soft button is pressed, the control unit 120 moves the speaker array designated by the soft button. The driving device 223 is caused to perform this. The move buttons 311 and 314 are soft buttons for instructing to move the speaker array 222R on the right side as viewed from the student 5 in the direction of the arrow shown in the figure, and the move buttons 312 and 315 are the speakers on the left side as viewed from the student 5. This is a soft button for instructing to move the array 222L in the direction of the arrow shown in the figure. On the operation surface, the movement buttons 311 and 314 are provided on the left side, and the movement buttons 312 and 315 are provided on the right side when the teacher 4 operates the operation display device 300 with his back to the speaker arrays 222L and 222R. This is to improve operability. The move buttons 313 and 316 are soft buttons for instructing to move the two speaker arrays 222L and 222R together in the direction of the arrow shown in the drawing without changing the distance between them.

複数のモードボタン３２０は、教師４が希望する音響出力のモードを指定するためのソフトボタンである。ここで、各モードボタン３２０は、トグル式のソフトボタンであり、押される度に、ＯＦＦからＯＮへ、ＯＮからＯＦＦへ状態が反転する。また、各モードボタン３２０は、排他的であり、あるモードボタン３２０がＯＮであるとき、別のモードボタン３２０がＯＮになると、元々ＯＮであったモードボタン３２０はＯＦＦとなる。そして、ＯＮであるモードボタン３２０は、例えば表示色が変わる等、ＯＦＦであるモードボタン３２０とは異なった外観となる。教師４は、所望のモードのモードボタン３２０をＯＮにすることにより、そのモードでの音響出力を制御部１２０に指示することができる。教師４が所望のモードに対応したモードボタン３２０を容易に見つけ出せるようにするため、各モードボタン３２０は、図８に例示するように、そのモードでの音響出力の態様を模式的に表示する。   The plurality of mode buttons 320 are soft buttons for designating a sound output mode desired by the teacher 4. Here, each mode button 320 is a toggle type soft button, and the state is reversed from OFF to ON and from ON to OFF each time it is pressed. Each mode button 320 is exclusive, and when one mode button 320 is ON, when another mode button 320 is turned ON, the mode button 320 that was originally ON is turned OFF. The mode button 320 that is ON has a different appearance from the mode button 320 that is OFF, for example, the display color changes. The teacher 4 can instruct the controller 120 to output sound in that mode by turning on the mode button 320 of the desired mode. In order for the teacher 4 to easily find the mode button 320 corresponding to the desired mode, each mode button 320 schematically displays the mode of sound output in that mode, as illustrated in FIG.

自動最適化ボタン３３１は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置を最適化することを指示するソフトボタンである。この自動最適化ボタン３３１も、モードボタン３２０と同様なトグル式のソフトボタンである。自動最適化ボタン３３１がＯＮである場合、制御部１２０では、スピーカアレイ駆動処理１２３が実行され、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒは、音響出力を最良の条件で行うことができる位置（例えば、ある生徒５の手前に仮想音源を形成する場合にはその生徒５の真正面の位置）に移動される。その際の制御部１２０によるモード別制御処理１２２では、この移動後のスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置に基づいて信号処理のパラメータが算出される。自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合には、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの移動は行われず、モード別制御処理１２２では、現状におけるスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置に基づいて信号処理のパラメータが算出される。   The automatic optimization button 331 is a soft button that instructs to optimize the positions of the speaker arrays 222L and 222R. This automatic optimization button 331 is also a toggle type soft button similar to the mode button 320. When the automatic optimization button 331 is ON, the controller 120 executes the speaker array driving process 123, and the speaker arrays 222L and 222R are positions where the sound output can be performed under the best conditions (for example, a certain student 5 When the virtual sound source is formed in front of, the student 5 is moved to a position in front of the student 5. In the mode-specific control process 122 by the control unit 120 at this time, signal processing parameters are calculated based on the positions of the speaker arrays 222L and 222R after the movement. When the automatic optimization button 331 is OFF, the speaker arrays 222L and 222R are not moved, and the mode-specific control process 122 calculates signal processing parameters based on the current positions of the speaker arrays 222L and 222R. The

セットボタン３３２は、座席指定エリア３０１のタッチ操作により指定される１または複数の位置を確定させることを指示するソフトボタンである。例えば複数人の生徒５の手前に複数の仮想音源を形成する場合、教師４は、座席指定エリア３０１における各生徒５の座席の位置を指で押し、次いでセットボタン３３２を押せばよい。これにより指で押した各生徒５の座席の手前の各位置が仮想音源の位置として確定される。クリアボタン３３３は、セットボタン３３２に操作によりなされた１または複数の位置の確定を取り消すことを指示するソフトボタンである。
以上が本実施形態の構成である。 The set button 332 is a soft button for instructing to confirm one or a plurality of positions designated by the touch operation of the seat designation area 301. For example, when a plurality of virtual sound sources are formed in front of a plurality of students 5, the teacher 4 may press the position of the seat of each student 5 in the seat designation area 301 with a finger and then press the set button 332. Thereby, each position in front of the seat of each student 5 pressed by the finger is determined as the position of the virtual sound source. The clear button 333 is a soft button for instructing the set button 332 to cancel the confirmation of one or more positions made by operation.
The above is the configuration of the present embodiment.

＜実施形態の動作＞
次に本実施形態の動作を説明する。
（１）全体拡声モード
教師４は、生徒全員に向かって話をする場合、全体拡声モードのモードボタン３２０をＯＮにして、音響出力のモードを全体拡声モードに設定する。ここで、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合、全体制御処理１２１では、全体拡声モードに対応したモード別制御処理１２２を起動する。このモード別制御処理１２２では、予め決められた全体拡声用の遅延量の組および窓関数値の組を全体拡声信号処理部１１４に設定する。全体拡声信号処理部１１４は、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号に基づいて２ｍ個の遅延オーディオ信号を生成する。この２ｍ個の遅延オーディオ信号は、加算器１１５−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）を通過した後、Ｄ／Ａ変換器１１６−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）によってアナログ信号に変換され、スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）に供給される。この結果、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから全体拡声音が出力される。図９は、このようにしてスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから放射される全体拡声音４０１の放射パターンの例を示している。この例では、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒが教室１の前方の壁の中央に位置しているときに、全体拡声モードのモードボタン３２０がＯＮとなり、教師４の音声の全体拡声が行われている。図示のように、全体拡声モードでは、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから出力される教師４の音声の全体拡声音４０１は、範囲を広げつつ伝播し、教室１内の広い範囲に行きわたる。 <Operation of Embodiment>
Next, the operation of this embodiment will be described.
(1) Whole loudspeaking mode When the teacher 4 speaks to all the students, the mode button 320 for the whole loudspeaking mode is turned ON and the sound output mode is set to the whole loudspeaking mode. Here, when the automatic optimization button 331 is OFF, in the overall control process 121, the mode-specific control process 122 corresponding to the overall loudspeaking mode is activated. In this mode-specific control process 122, a predetermined group of delay amounts for overall loudness and a set of window function values are set in the overall loudspeaker signal processing unit 114. The overall loudspeaker processing unit 114 generates 2m delayed audio signals based on the output signal of the A / D converter 111. The 2m delayed audio signals pass through the adder 115-k (k = 1 to 2m), and are then converted into an analog signal by the D / A converter 116-k (k = 1 to 2m), and the speaker SP. -K (k = 1 to 2 m). As a result, the whole loud sound is output from the speaker arrays 222L and 222R. FIG. 9 shows an example of the radiation pattern of the overall loud sound 401 radiated from the speaker arrays 222L and 222R in this way. In this example, when the speaker arrays 222L and 222R are located at the center of the front wall of the classroom 1, the mode button 320 of the overall loudspeaking mode is turned ON, and the loudspeaker of the teacher 4's voice is being performed. As shown in the figure, in the overall loudspeaking mode, the overall loudspeaking sound 401 of the voice of the teacher 4 output from the speaker arrays 222L and 222R propagates while expanding the range and reaches a wide range in the classroom 1.

自動最適化ボタン３３１がＯＮである場合には、全体制御処理１２１は、スピーカアレイ駆動処理１２３および全体拡声モードに対応したモード別制御処理１２２を起動する。その際、スピーカアレイ駆動処理１２３に対し、予め全体拡声のために決められたスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの最適位置に関する情報を引き渡す。これによりスピーカアレイ駆動処理１２３は、図１０に例示するように、スピーカアレイ駆動装置２２３によりスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを最適位置に移動させる。モード別制御処理１２２の処理内容は、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合と同様である。   When the automatic optimization button 331 is ON, the overall control process 121 activates the speaker array drive process 123 and the mode-specific control process 122 corresponding to the overall loudspeaker mode. At this time, information about the optimum positions of the speaker arrays 222 </ b> L and 222 </ b> R determined in advance for the whole loudness is delivered to the speaker array driving process 123. As a result, the speaker array driving process 123 moves the speaker arrays 222L and 222R to the optimum positions by the speaker array driving device 223 as illustrated in FIG. The processing content of the mode-specific control processing 122 is the same as when the automatic optimization button 331 is OFF.

（２）仮想音源モード
仮想音源モードは、音響ビームを出力して、音響ビームの焦点の位置に仮想音源を形成し、その近くのエリアの聴者に限定して音声を提供するモードである。教師４は、このモードでの音声の提供を望む場合、仮想音源モードのモードボタン３２０をＯＮとし、座席指定エリア３０１およびセットボタン３３２のタッチ操作により、音響ビームの焦点を配置する生徒５の座席を指定する。この場合の動作を自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合とＯＮである場合に分けて説明する。 (2) Virtual sound source mode The virtual sound source mode is a mode in which an acoustic beam is output, a virtual sound source is formed at the focal point of the acoustic beam, and audio is provided only to listeners in the nearby area. When the teacher 4 wishes to provide sound in this mode, the mode button 320 in the virtual sound source mode is turned ON, and the seat of the student 5 who places the focal point of the acoustic beam by touching the seat designation area 301 and the set button 332 is arranged. Is specified. The operation in this case will be described separately when the automatic optimization button 331 is OFF and when it is ON.

仮想音源モードにおいて自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合、全体制御処理１２１では、座席位置テーブル１３１を参照することにより、教師４により指定された座席の位置を求め、この位置に基づき焦点の位置を求める。そして、この焦点の位置とスピーカアレイ位置検出装置２２４により検出されるスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの各位置に基づき、音響ビームの出力を行わせるスピーカアレイを選択する。図１１に示す例では、１個の焦点Ｆ１が求められており、この焦点Ｆ１にはスピーカアレイ２２２Ｒが近い。このため、全体制御処理１２１では、スピーカアレイ２２２Ｒを選択する。そして、仮想音源モードに対応したモード別制御処理１２２を起動し、同処理に対し、焦点Ｆ１を有する音響ビームをスピーカアレイ２２２Ｒに出力させる旨の指示と、焦点Ｆ１の位置およびスピーカアレイ２２２Ｒの位置に関する情報を与える。   When the automatic optimization button 331 is OFF in the virtual sound source mode, the overall control process 121 obtains the position of the seat designated by the teacher 4 by referring to the seat position table 131, and the focus position based on this position. Ask for. Then, based on the position of the focal point and each position of the speaker arrays 222L and 222R detected by the speaker array position detection device 224, a speaker array that outputs an acoustic beam is selected. In the example shown in FIG. 11, one focal point F1 is obtained, and the speaker array 222R is close to this focal point F1. Therefore, in the overall control process 121, the speaker array 222R is selected. Then, the mode-specific control process 122 corresponding to the virtual sound source mode is started, and an instruction to output the acoustic beam having the focal point F1 to the speaker array 222R, the position of the focal point F1, and the position of the speaker array 222R for the process. Give information about.

モード別制御処理１２２では、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号を音響ビーム信号処理部１１３−１に供給するための信号伝達経路を信号処理部１１０内に形成する。また、焦点Ｆ１およびスピーカアレイ２２２Ｒの位置関係に基づき、スピーカアレイ２２２Ｒの各スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）に与える各遅延オーディオ信号を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を算出する。そして、算出した遅延量および窓関数値を音響ビーム信号処理部１１３−１に設定する。音響ビーム信号処理部１１３−１では、この設定された遅延量および窓関数値を用いて、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号からｍ個の遅延オーディオ信号を生成し、加算器１１５−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）およびＤ／Ａ変換器１１６−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）を介してスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）に与える。これにより図１１に示すように、焦点Ｆ１を有する音響ビーム５０１がスピーカアレイ２２２Ｒから出力され、焦点Ｆ１に仮想音源が形成される。   In the control processing by mode 122, a signal transmission path for supplying the output signal of the A / D converter 111 to the acoustic beam signal processing unit 113-1 is formed in the signal processing unit 110. Further, m delay amounts and m windows for obtaining each delayed audio signal applied to each speaker SP-k (k = m + 1 to 2m) of the speaker array 222R based on the positional relationship between the focal point F1 and the speaker array 222R. Calculate the function value. Then, the calculated delay amount and window function value are set in the acoustic beam signal processing unit 113-1. The acoustic beam signal processing unit 113-1 generates m delayed audio signals from the output signal of the A / D converter 111 using the set delay amount and window function value, and adds the adder 115-k ( k = m + 1 to 2m) and the D / A converter 116-k (k = m + 1 to 2m), and then applied to the speaker SP-k (k = m + 1 to 2m). As a result, as shown in FIG. 11, an acoustic beam 501 having a focal point F1 is output from the speaker array 222R, and a virtual sound source is formed at the focal point F1.

一方、仮想音源モードにおいて自動最適化ボタン３３１がＯＮである場合、全体制御処理１２１では、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合と同様の処理により、焦点Ｆ１に近いスピーカアレイ２２２Ｒを選択した後、焦点Ｆ１を有する音響ビームを出力するのに最適なスピーカアレイ２２２Ｒの位置を求める。この例では、焦点Ｆ１を真正面に捉えるスピーカアレイ２２２Ｒの位置を求めることになる。そして、全体制御処理１２１では、仮想音源モードに対応したモード別制御処理１２２およびスピーカアレイ駆動処理１２３を起動する。その際、スピーカアレイ駆動処理１２３にスピーカアレイ２２２Ｒの最適位置に関する情報を引き渡す。これによりスピーカアレイ駆動処理１２３は、図１２に例示するように、焦点Ｆ１を真正面に捉える最適位置にスピーカアレイ２２２Ｒを移動させる。また、全体制御処理１２１では、焦点Ｆ１を有する音響ビームをスピーカアレイ２２２Ｒに出力させる旨の指示と、焦点Ｆ１の位置およびスピーカアレイ２２２Ｒの位置に関する情報をモード別制御処理１２２に与える。これにより、モード別制御処理１２２では、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合と同様の手順により、焦点Ｆ１を有する音響ビームをスピーカアレイ２２２Ｒに出力させるための信号伝達経路の形成およびパラメータ算出処理が行われ、算出されたパラメータが音響ビーム信号処理部１１３−１に設定される。この結果、図１２に例示するように、焦点Ｆ１を有する音響ビーム５０１がスピーカアレイ２２２Ｒから出力され、焦点Ｆ１に仮想音源が形成される。   On the other hand, when the automatic optimization button 331 is ON in the virtual sound source mode, the overall control process 121 is performed after selecting the speaker array 222R close to the focus F1 by the same process as when the automatic optimization button 331 is OFF. The optimum position of the speaker array 222R for outputting the acoustic beam having the focal point F1 is obtained. In this example, the position of the speaker array 222R that captures the focal point F1 directly in front is obtained. In the overall control process 121, a mode-specific control process 122 and a speaker array driving process 123 corresponding to the virtual sound source mode are activated. At that time, information regarding the optimum position of the speaker array 222R is delivered to the speaker array driving process 123. As a result, the speaker array driving process 123 moves the speaker array 222R to the optimum position where the focal point F1 is captured directly in front as illustrated in FIG. In the overall control process 121, an instruction to output the acoustic beam having the focal point F1 to the speaker array 222R and information regarding the position of the focal point F1 and the position of the speaker array 222R are given to the control process 122 for each mode. As a result, in the mode-specific control process 122, a signal transmission path formation and parameter calculation process for outputting the acoustic beam having the focal point F1 to the speaker array 222R in the same procedure as when the automatic optimization button 331 is OFF. And the calculated parameters are set in the acoustic beam signal processing unit 113-1. As a result, as illustrated in FIG. 12, the acoustic beam 501 having the focal point F1 is output from the speaker array 222R, and a virtual sound source is formed at the focal point F1.

仮想音源モードにおいて、教師４は、座席指定エリア３０１の複数位置をタッチ操作してセットボタン３３２をタッチ操作することにより、焦点の異なった複数の音響ビームを発生させることが可能である。図１３および図１４は、そのような音響ビームの発生例を示している。   In the virtual sound source mode, the teacher 4 can generate a plurality of acoustic beams with different focal points by touching the plurality of positions in the seat designation area 301 and touching the set button 332. 13 and 14 show examples of such acoustic beam generation.

図１３に示す例では、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである状態において、４個の座席を指定するタッチ操作が行われている。この場合、全体制御処理１２１では、座席位置テーブル１３１を参照することにより、４個の座席の位置を求め、この位置に基づき４個の焦点Ｆ１〜Ｆ４の位置を求める。そして、これらの焦点Ｆ１〜Ｆ４の各位置とスピーカアレイ位置検出装置２２４により検出されるスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの各位置に基づき、各焦点を持った各音響ビームの出力を行わせるスピーカアレイを選択する。図１３に示す例では、焦点Ｆ１およびＦ２を有する音響ビーム５０１および５０２を出力する手段として、これらの焦点に近いスピーカアレイ２２２Ｒが選択され、焦点Ｆ３およびＦ４を有する音響ビーム５０３および５０４を出力する手段として、これらの焦点に近いスピーカアレイ２２２Ｌが選択されている。そして、全体制御処理１２１では、仮想音源モードに対応したモード別制御処理１２２を起動し、同処理に対し、焦点Ｆ１およびＦ２を有する音響ビーム５０１および５０２をスピーカアレイ２２２Ｒに出力させる旨の指示と、焦点Ｆ３およびＦ４を有する音響ビーム５０３および５０４をスピーカアレイ２２２Ｌに出力させる旨の指示と、焦点Ｆ１〜Ｆ４の位置、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置に関する情報を与える。   In the example illustrated in FIG. 13, a touch operation for designating four seats is performed in a state where the automatic optimization button 331 is OFF. In this case, in the overall control process 121, the positions of the four seats are obtained by referring to the seat position table 131, and the positions of the four focal points F1 to F4 are obtained based on the positions. Then, based on the positions of the focal points F1 to F4 and the positions of the speaker arrays 222L and 222R detected by the speaker array position detecting device 224, a speaker array for outputting each acoustic beam having each focal point is selected. To do. In the example shown in FIG. 13, the speaker array 222R close to these focal points is selected as means for outputting the acoustic beams 501 and 502 having the focal points F1 and F2, and the acoustic beams 503 and 504 having the focal points F3 and F4 are outputted. As a means, the speaker array 222L close to these focal points is selected. Then, in the overall control process 121, a mode-specific control process 122 corresponding to the virtual sound source mode is activated, and an instruction to output the acoustic beams 501 and 502 having the focal points F1 and F2 to the speaker array 222R for the same process. , An instruction to output the acoustic beams 503 and 504 having the focal points F3 and F4 to the speaker array 222L, and information on the positions of the focal points F1 to F4 and the positions of the speaker arrays 222L and 222R are given.

モード別制御処理１２２では、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号を音響ビーム信号処理部１１３−１〜１１３−４に供給するための信号伝達経路を信号処理部１１０内に形成する。また、焦点Ｆ１およびスピーカアレイ２２２Ｒの位置関係に基づき、焦点Ｆ１を有する音響ビーム５０１を得るために必要なｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を算出し、音響ビーム信号処理部１１３−１に設定する。同様な処理により、焦点Ｆ２を有する音響ビーム５０２を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を音響ビーム信号処理部１１３−２に、焦点Ｆ３を有する音響ビーム５０３を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を音響ビーム信号処理部１１３−３に、焦点Ｆ４を有する音響ビーム５０４を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を音響ビーム信号処理部１１３−４に設定する。これにより、図１３に示すように、焦点Ｆ１〜Ｆ４を有する音響ビーム５０１〜５０４がスピーカアレイ２２２Ｒおよび２２２Ｌから出力され、焦点Ｆ１〜Ｆ４に仮想音源が形成される。   In the control processing by mode 122, a signal transmission path for supplying the output signal of the A / D converter 111 to the acoustic beam signal processing units 113-1 to 113-4 is formed in the signal processing unit 110. Further, based on the positional relationship between the focus F1 and the speaker array 222R, m delay amounts and m window function values necessary to obtain the acoustic beam 501 having the focus F1 are calculated, and the acoustic beam signal processing unit 113- Set to 1. Through similar processing, m delay amounts and m window function values for obtaining the acoustic beam 502 having the focal point F2 are sent to the acoustic beam signal processing unit 113-2 to obtain the acoustic beam 503 having the focal point F3. m delay amounts and m window function values are input to the acoustic beam signal processing unit 113-3, and m delay amounts and m window function values for obtaining the acoustic beam 504 having the focal point F4 are input to the acoustic beam signal. Set in the processing unit 113-4. As a result, as shown in FIG. 13, acoustic beams 501 to 504 having focal points F1 to F4 are output from the speaker arrays 222R and 222L, and a virtual sound source is formed at the focal points F1 to F4.

図１４に示す例では、自動最適化ボタン３３１がＯＮである状態において、図１３の場合と同様な４個の座席を指定するタッチ操作が行われている。この場合も、全体制御処理１２１では、焦点Ｆ１およびＦ２を有する音響ビーム５０１および５０２を出力する手段としてスピーカアレイ２２２Ｒが選択され、焦点Ｆ３およびＦ４を有する音響ビーム５０３および５０４を出力する手段としてスピーカアレイ２２２Ｌが選択される。その後、全体制御処理１２１では、スピーカアレイ２２２Ｒおよび２２２Ｌの位置が各音響ビームを出力するのに最適な位置からずれているか否かを判定する。各スピーカアレイの最適位置の定め方には各種考えられるが、例えばスピーカアレイ毎に各々が受け持つ各音響ビームの各焦点の重心を求め、その重心を真正面に捉える位置をスピーカアレイの最適位置としてもよい。そして、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの少なくとも一方の位置が最適位置からずれている場合、全体制御処理１２１では、スピーカアレイ駆動処理１２３を起動し、同処理に最適位置に関する情報を引き渡し、最適位置に位置していないスピーカアレイを最適位置に移動させる。図１４に示す例では、スピーカアレイ２２２Ｒが最適位置に位置していなかったため、最適位置への移動が行われている。また、全体制御処理１２１では、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合と同様、仮想音源モードに対応したモード別制御処理１２２が起動され、各音響ビーム５０１〜５０４をスピーカアレイ２２２Ｒおよび２２２Ｌに出力させるのに必要な指示と情報が同処理に与えられる。これにより、図１４に示すように、焦点Ｆ１〜Ｆ４を有する音響ビーム５０１〜５０４がスピーカアレイ２２２Ｒおよび２２２Ｌから出力され、焦点Ｆ１〜Ｆ４に仮想音源が形成される。   In the example shown in FIG. 14, in the state where the automatic optimization button 331 is ON, the touch operation for designating four seats similar to the case of FIG. 13 is performed. Also in this case, in the overall control processing 121, the speaker array 222R is selected as a means for outputting the acoustic beams 501 and 502 having the focal points F1 and F2, and the speaker as the means for outputting the acoustic beams 503 and 504 having the focal points F3 and F4. Array 222L is selected. Thereafter, in the overall control process 121, it is determined whether or not the positions of the speaker arrays 222R and 222L are deviated from the optimum positions for outputting the respective acoustic beams. There are various methods for determining the optimum position of each speaker array. For example, the center of gravity of each focal point of each acoustic beam for each speaker array is obtained, and the position at which the center of gravity is seen directly in front is used as the optimum position of the speaker array. Good. If at least one of the positions of the speaker arrays 222L and 222R is deviated from the optimum position, the overall control process 121 activates the speaker array driving process 123, passes the information on the optimum position to the process, and moves to the optimum position. The speaker array that has not been moved is moved to the optimum position. In the example shown in FIG. 14, since the speaker array 222R is not located at the optimum position, the movement to the optimum position is performed. In the overall control process 121, as in the case where the automatic optimization button 331 is OFF, the mode-specific control process 122 corresponding to the virtual sound source mode is activated, and the acoustic beams 501 to 504 are output to the speaker arrays 222R and 222L. Instructions and information necessary to do this are given to the process. As a result, as shown in FIG. 14, acoustic beams 501 to 504 having focal points F1 to F4 are output from the speaker arrays 222R and 222L, and a virtual sound source is formed at the focal points F1 to F4.

（３）全体拡声および音響ビーム併用モード
このモードでは、図１５に例示するように、これはスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒにより、全体拡声音４０１を出力するとともに、焦点Ｆを有する音響ビーム５００を出力し、焦点Ｆの位置に仮想音源を形成する。図１５に示す例では、１本の音響ビーム５００を出力して１個の仮想音源を形成しているが複数本の音響ビームを出力して複数個の仮想音源を形成してもよい。このモードでは、全体拡声モードの説明において明らかにした全体拡声音４０１を出力させるための処理と仮想音源モードの説明において明らかにした仮想音源を形成するための処理の両方が本体部１００内において行われる。自動最適化ボタン３３１がＯＮである場合には、音響ビーム５００の焦点Ｆに合わせて、その音響ビーム５００を出力するスピーカアレイ（図１５に示す例ではスピーカアレイ２２２Ｒ）の位置の最適化が行われる。 (3) Whole loudspeaker and acoustic beam combined mode In this mode, as illustrated in FIG. 15, the loudspeaker arrays 222L and 222R output the loudspeaker 401 and the acoustic beam 500 having the focal point F. A virtual sound source is formed at the position of the focal point F. In the example shown in FIG. 15, one acoustic beam 500 is output to form one virtual sound source, but a plurality of acoustic beams may be output to form a plurality of virtual sound sources. In this mode, both the process for outputting the overall loud sound 401 clarified in the explanation of the overall loudness mode and the process for forming the virtual sound source clarified in the explanation of the virtual sound source mode are performed in the main body 100. Is called. When the automatic optimization button 331 is ON, the position of the speaker array (speaker array 222R in the example shown in FIG. 15) that outputs the acoustic beam 500 is optimized in accordance with the focal point F of the acoustic beam 500. Is called.

（４）一体型拡張モード
このモードでは、図１６に例示するように、端部同士が当接したスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒにより元の幅の２倍の幅を持ったスピーカアレイを構成し、これにより焦点Ｆを有する音響ビーム５１０を出力し、焦点Ｆの位置に仮想音源を形成する。このモードは、焦点Ｆを中心とする扇形の領域に仮想音源の効果を発現させ、その際の扇形の広がり角度を大きくすることができるため、より広い範囲に音を提供することができる効果がある。 (4) Integrated expansion mode In this mode, as illustrated in FIG. 16, a speaker array having a width twice as large as the original width is constituted by the speaker arrays 222L and 222R whose ends are in contact with each other. To output an acoustic beam 510 having a focal point F, and form a virtual sound source at the position of the focal point F. In this mode, the effect of the virtual sound source can be expressed in the fan-shaped area centered on the focal point F, and the fan-shaped spread angle at that time can be increased, so that the sound can be provided in a wider range. is there.

教師４は、このモードでの音声の提供を望む場合、一体型拡張モードのモードボタン３２０をＯＮとし、座席指定エリア３０１およびセットボタン３３２のタッチ操作により、音響ビーム５１０の焦点Ｆを配置する生徒５の座席を指定する。   When the teacher 4 desires to provide sound in this mode, the student arranges the focus F of the acoustic beam 510 by turning on the mode button 320 of the integrated expansion mode and touching the seat designation area 301 and the set button 332. Specify 5 seats.

この場合において自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合の動作は次の通りである。まず、全体制御処理１２１は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの端部同士が当接しているか否かを判断する。そして、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの端部同士が当接していない場合には、全体制御処理１２１は、一体型拡張モードでの動作を拒否するメッセージを案内メッセージ表示エリア３０２に表示する。一方、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの端部同士が当接している場合、全体制御処理１２１では、一体型拡張モードに対応したモード別制御処理１２２を起動し、同処理に対し、焦点Ｆを有する音響ビーム５１０をスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを一体化したスピーカアレイに出力させる旨の指示と、焦点Ｆの位置、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置に関する情報を与える。   In this case, the operation when the automatic optimization button 331 is OFF is as follows. First, the overall control process 121 determines whether or not the ends of the speaker arrays 222L and 222R are in contact with each other. When the ends of the speaker arrays 222L and 222R are not in contact with each other, the overall control process 121 displays a message rejecting the operation in the integrated expansion mode in the guidance message display area 302. On the other hand, when the ends of the speaker arrays 222L and 222R are in contact with each other, in the overall control process 121, the mode-specific control process 122 corresponding to the integrated expansion mode is activated, and the sound having the focal point F for the same process. An instruction to output the beam 510 to a speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are integrated, and information on the position of the focal point F and the positions of the speaker arrays 222L and 222R are given.

モード別制御処理１２２では、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号を音響ビーム信号処理部１１３−１に供給するための信号伝達経路を信号処理部１１０内に形成する。また、焦点Ｆおよびスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置関係に基づき、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの各スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）に与える各遅延オーディオ信号を得るための２ｍ個の遅延量および２ｍ個の窓関数値を算出する。そして、算出した遅延量および窓関数値を音響ビーム信号処理部１１３−１に設定する。音響ビーム信号処理部１１３−１では、この設定された遅延量および窓関数値を用いて、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号から２ｍ個の遅延オーディオ信号を生成し、加算器１１５−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）およびＤ／Ａ変換器１１６−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）を介してスピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）に与える。これにより、図１６に示すように、焦点Ｆを有する音響ビーム５１０がスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを一体化したスピーカアレイから出力され、焦点Ｆに仮想音源が形成される。   In the control processing by mode 122, a signal transmission path for supplying the output signal of the A / D converter 111 to the acoustic beam signal processing unit 113-1 is formed in the signal processing unit 110. Further, based on the positional relationship between the focal point F and the speaker arrays 222L and 222R, 2m delay amounts for obtaining the delayed audio signals to be given to the speakers SP-k (k = 1 to 2m) of the speaker arrays 222L and 222R, and 2m window function values are calculated. Then, the calculated delay amount and window function value are set in the acoustic beam signal processing unit 113-1. The acoustic beam signal processing unit 113-1 generates 2 m delayed audio signals from the output signal of the A / D converter 111 using the set delay amount and window function value, and adds the adder 115-k ( k = 1 to 2m) and the D / A converter 116-k (k = 1 to 2m), and then applied to the speaker SP-k (k = 1 to 2m). As a result, as shown in FIG. 16, the acoustic beam 510 having the focal point F is output from the speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are integrated, and a virtual sound source is formed at the focal point F.

自動最適化ボタン３３１がＯＮである場合の動作は次の通りである。まず、全体制御処理１２１では、焦点Ｆを有する音響ビームを出力するのに最適なスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置を求める。この例では、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを一体化したスピーカアレイの真正面に焦点Ｆが位置するように、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの最適位置を求める。そして、全体制御処理１２１では、一体型拡張モードに対応したモード別制御処理１２２およびスピーカアレイ駆動処理１２３を起動する。その際、スピーカアレイ駆動処理１２３にスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの最適位置に関する情報を引き渡す。これによりスピーカアレイ駆動処理１２３は、図１７に例示するように、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを一体化したスピーカアレイが焦点Ｆを真正面に捉えるようにスピーカアレイ２２２Ｌまたは２２２Ｒを移動させる。また、全体制御処理１２１では、焦点Ｆを有する音響ビームをスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを一体化したスピーカアレイに出力させる旨の指示と、焦点Ｆの位置およびスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置に関する情報をモード別制御処理１２２に与える。   The operation when the automatic optimization button 331 is ON is as follows. First, in the overall control process 121, the positions of the speaker arrays 222L and 222R that are optimal for outputting an acoustic beam having the focal point F are obtained. In this example, the optimum positions of the speaker arrays 222L and 222R are obtained so that the focal point F is located in front of the speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are integrated. In the overall control process 121, a mode-specific control process 122 and a speaker array drive process 123 corresponding to the integrated expansion mode are activated. At this time, information regarding the optimum positions of the speaker arrays 222L and 222R is delivered to the speaker array driving process 123. As a result, the speaker array driving process 123 moves the speaker array 222L or 222R so that the speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are integrated captures the focal point F directly as illustrated in FIG. In the overall control processing 121, an instruction to output an acoustic beam having a focal point F to a speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are integrated, and information on the position of the focal point F and the positions of the speaker arrays 222L and 222R are set in the mode. This is given to another control process 122.

これにより、モード別制御処理１２２では、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合と同様の手順により、焦点Ｆを有する音響ビームをスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒに出力させるための信号伝達経路の形成およびパラメータ算出処理が行われ、算出されたパラメータが音響ビーム信号処理部１１３−１に設定される。この結果、図１７に例示するように、焦点Ｆを有する音響ビーム５１０がスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを一体化したスピーカアレイから出力され、焦点Ｆに仮想音源が形成される。   As a result, in the mode-specific control process 122, the formation of the signal transmission path and the parameters for outputting the acoustic beams having the focus F to the speaker arrays 222L and 222R in the same procedure as when the automatic optimization button 331 is OFF. Calculation processing is performed, and the calculated parameters are set in the acoustic beam signal processing unit 113-1. As a result, as illustrated in FIG. 17, the acoustic beam 510 having the focal point F is output from the speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are integrated, and a virtual sound source is formed at the focal point F.

以上、１個の仮想音源を形成する場合を例に説明したが、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを一体化したスピーカアレイにより複数個の仮想音源を形成することも勿論可能である。その場合、仮想音源の個数と同数の音響ビーム信号処理部１３１−ｋを使用し、それらに仮想音源形成のための音響ビームを得るための信号処理を行わせればよい。また、自動最適化ボタンがＯＮである場合には、２個のスピーカアレイを一体化したスピーカアレイが複数の仮想音源の位置の重心を真正面に捉えるようにスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの最適位置を定めればよい。   The case where one virtual sound source is formed has been described above as an example, but it is of course possible to form a plurality of virtual sound sources by a speaker array in which the speaker arrays 222L and 222R are integrated. In that case, the same number of acoustic beam signal processing units 131-k as the number of virtual sound sources may be used, and signal processing for obtaining acoustic beams for virtual sound source formation may be performed on them. When the automatic optimization button is ON, the optimum positions of the speaker arrays 222L and 222R are determined so that the speaker array in which the two speaker arrays are integrated captures the center of gravity of the positions of the plurality of virtual sound sources directly in front. Just do it.

（５）分離型拡張モード
この分離型拡張モードでは、図１８に例示するように、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒが所定距離以上離れて配置された状態において、両者から同一焦点Ｆを有する２本の音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒを出力し、焦点Ｆの位置に仮想音源を形成する。ここで、焦点Ｆを通過した後の音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒの伝播範囲の間には、仮想音源の効果が発現せず、音がよく聴こえない非発現領域が生じる。そこで、分離型拡張モードでは、この非発現領域に音を行きわたらせるための補間用音響ビーム５１１Ｌａおよび５１１Ｒａをスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから出力する。この分離型拡張モードは、音声のよく聴こえる領域を一体型拡張モードよりもさらに広げることができる効果がある。 (5) Separation-type expansion mode In this separation-type expansion mode, as illustrated in FIG. 18, two acoustics having the same focal point F from both speaker arrays 222 </ b> L and 222 </ b> R are arranged at a predetermined distance or more. Beams 511L and 511R are output to form a virtual sound source at the position of the focal point F. Here, between the propagation ranges of the acoustic beams 511L and 511R after passing through the focal point F, a non-expression area where the effect of the virtual sound source is not expressed and the sound cannot be heard well is generated. Therefore, in the separation-type expansion mode, interpolation acoustic beams 511La and 511Ra for distributing sound to the non-expression area are output from the speaker arrays 222L and 222R. This separation-type expansion mode has an effect that it is possible to further widen the region where the sound can be heard more than the integrated expansion mode.

教師４は、このモードでの音声の提供を望む場合、分離型拡張型モードのモードボタン３２０をＯＮとし、座席指定エリア３０１およびセットボタン３３２のタッチ操作により、音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒの共通の焦点Ｆを配置する生徒５の座席を指定する。   When the teacher 4 desires to provide sound in this mode, the mode button 320 in the separation-type extended mode is turned on, and the common focus of the acoustic beams 511 </ b> L and 511 </ b> R is operated by touching the seat designation area 301 and the set button 332. The seat of the student 5 who arranges F is designated.

この場合において自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合の動作は次の通りである。まず、全体制御処理１２１は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒ間の距離が分離型拡張モードとしての効果を得ることができる所定の閾値を越えているか否かを判断する。そして、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒ間の距離が閾値を越えていない場合には、全体制御処理１２１は、分離型拡張モードでの動作を拒否するメッセージを案内メッセージ表示エリア３０２に表示する。一方、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒ間の距離が閾値を越えている場合、全体制御処理１２１では、分離型拡張モードに対応したモード別制御処理１２２を起動し、同処理に対し、焦点Ｆを有する音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒと補間用音響ビーム５１１Ｌａおよび５１１Ｒａをスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒに出力させる旨の指示と、焦点Ｆの位置、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置に関する情報を与える。   In this case, the operation when the automatic optimization button 331 is OFF is as follows. First, the overall control process 121 determines whether or not the distance between the speaker arrays 222L and 222R exceeds a predetermined threshold that can obtain the effect as the separation type expansion mode. If the distance between the speaker arrays 222L and 222R does not exceed the threshold value, the overall control process 121 displays a message rejecting the operation in the separation type expansion mode in the guidance message display area 302. On the other hand, when the distance between the speaker arrays 222L and 222R exceeds the threshold value, the overall control process 121 activates the mode-specific control process 122 corresponding to the separation type expansion mode, and the sound having the focal point F for the same process. An instruction to output the beams 511L and 511R and the interpolating acoustic beams 511La and 511Ra to the speaker arrays 222L and 222R, and information on the position of the focal point F and the positions of the speaker arrays 222L and 222R are given.

モード別制御処理１２２では、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号を音響ビーム信号処理部１１３−１〜１１３−４に供給するための信号伝達経路を信号処理部１１０内に形成する。そして、音響ビーム５１１Ｌをスピーカアレイ２２２Ｌから出力させるためのパラメータ設定処理を行う。このパラメータ設定処理では、焦点Ｆおよびスピーカアレイ２２２Ｌの位置関係に基づき、各スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に与える各遅延オーディオ信号を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を算出し、音響ビーム信号処理部１１３−１に設定する。また、音響ビーム５１１Ｒをスピーカアレイ２２２Ｒから出力させるためのパラメータ設定処理を行う。このパラメータ設定処理では、焦点Ｆおよびスピーカアレイ２２２Ｒの位置関係に基づき、各スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）に与える各遅延オーディオ信号を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を算出し、音響ビーム信号処理部１１３−２に設定する。   In the control processing by mode 122, a signal transmission path for supplying the output signal of the A / D converter 111 to the acoustic beam signal processing units 113-1 to 113-4 is formed in the signal processing unit 110. Then, parameter setting processing for outputting the acoustic beam 511L from the speaker array 222L is performed. In this parameter setting process, m delay amounts and m windows for obtaining each delayed audio signal to be given to each speaker SP-k (k = 1 to m) based on the positional relationship between the focal point F and the speaker array 222L. A function value is calculated and set in the acoustic beam signal processing unit 113-1. Also, parameter setting processing for outputting the acoustic beam 511R from the speaker array 222R is performed. In this parameter setting process, m delay amounts and m windows for obtaining each delayed audio signal to be given to each speaker SP-k (k = m + 1 to 2m) based on the positional relationship between the focus F and the speaker array 222R. A function value is calculated and set in the acoustic beam signal processing unit 113-2.

次に、焦点Ｆを通過した音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒの各伝播範囲に挟まれた非発現領域を求める。この非発現領域のうち焦点Ｆから所定距離内の領域を補間用音響ビーム５１１Ｌａおよび５１１Ｒａの到達目標領域と定める。そして、補間用音響ビーム５１１Ｌａをスピーカアレイ２２２Ｌから出力させるためのパラメータ設定処理を行う。このパラメータ設定処理では、到達目標領域およびスピーカアレイ２２２Ｌの位置関係に基づき、各スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜ｍ）に与える各遅延オーディオ信号を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を算出し、音響ビーム信号処理部１１３−３に設定する。また、補間用音響ビーム５１１Ｒａをスピーカアレイ２２２Ｒから出力させるためのパラメータ設定処理を行う。このパラメータ設定処理では、到達目標領域およびスピーカアレイ２２２Ｒの位置関係に基づき、各スピーカＳＰ−ｋ（ｋ＝ｍ＋１〜２ｍ）に与える各遅延オーディオ信号を得るためのｍ個の遅延量およびｍ個の窓関数値を算出し、音響ビーム信号処理部１１３−４に設定する。   Next, a non-expression region sandwiched between the propagation ranges of the acoustic beams 511L and 511R that have passed through the focal point F is obtained. Of these non-expressing areas, an area within a predetermined distance from the focal point F is determined as a target area for the interpolation acoustic beams 511La and 511Ra. Then, a parameter setting process for outputting the interpolating acoustic beam 511La from the speaker array 222L is performed. In this parameter setting process, m delay amounts and m pieces for obtaining each delayed audio signal to be given to each speaker SP-k (k = 1 to m) based on the positional relationship between the target area and the speaker array 222L. A window function value is calculated and set in the acoustic beam signal processing unit 113-3. In addition, parameter setting processing for outputting the interpolating acoustic beam 511Ra from the speaker array 222R is performed. In this parameter setting process, m delay amounts and m pieces for obtaining each delayed audio signal to be given to each speaker SP-k (k = m + 1 to 2m) based on the positional relationship between the target area and the speaker array 222R. The window function value is calculated and set in the acoustic beam signal processing unit 113-4.

以上の処理により、図１８に示すように、共通の焦点Ｆを有する音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒと、両音響ビーム間の非発現領域に音を提供する補間用音響ビーム５１１Ｌａおよび５１１Ｒａがスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒから出力され、焦点Ｆを中心とする扇形の領域に教師４の音声が伝えられる。   As a result of the above processing, as shown in FIG. 18, the acoustic beams 511L and 511R having a common focal point F, and the interpolating acoustic beams 511La and 511Ra that provide sound to the non-expressing region between the two acoustic beams are converted into the speaker array 222L The voice of the teacher 4 is transmitted to the fan-shaped area centered on the focal point F.

自動最適化ボタン３３１がＯＮである場合の動作には各種の態様が考えられる。ある好ましい態様では、全体制御処理１２１において、スピーカアレイ駆動処理１２３を駆動し、図１９に示すように、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを教室１の左端と右端に移動させ、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒ間の距離を最大にする。そして、全体制御処理１２１では、自動最適化ボタン３３１がＯＦＦである場合と同様、分離型拡張モードに対応したモード別制御処理１２２を起動し、同処理に対し、焦点Ｆを有する音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒと補間用音響ビーム５１１Ｌａおよび５１１Ｒａをスピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒに出力させる旨の指示と、焦点Ｆの位置、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの位置に関する情報を与えるのである。   Various modes are conceivable for the operation when the automatic optimization button 331 is ON. In a preferable aspect, in the overall control process 121, the speaker array driving process 123 is driven, and the speaker arrays 222L and 222R are moved to the left end and the right end of the classroom 1 as shown in FIG. Maximize distance. Then, in the overall control process 121, as in the case where the automatic optimization button 331 is OFF, the mode-specific control process 122 corresponding to the separation-type extended mode is activated, and the acoustic beam 511L having the focal point F and An instruction to output 511R and interpolating acoustic beams 511La and 511Ra to the speaker arrays 222L and 222R, and information on the position of the focal point F and the positions of the speaker arrays 222L and 222R are given.

この態様によれば、焦点Ｆと中心とする扇形の領域に教師４の音声を伝える場合においてその扇形の広がり角度を最大にすることができる。その反面、この態様は、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの配置された教室１の前方の壁の近くに焦点Ｆがある場合に、焦点Ｆにおける音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒの交差角度が大きくなり、非発現領域が大きくなるという欠点がある。そこで、図２０に例示するように、教室１の前方の壁から焦点Ｆまでの距離が短い場合には、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒ間の距離を短くし、一方、前掲図１９に示すように教室１の前方の壁から焦点Ｆまでの距離が長い場合には、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒ間の距離を長くするという具合に、焦点Ｆまでの距離に応じて両スピーカアレイ間の距離を調節してもよい。この態様によれば、焦点Ｆの位置によらず、常に最適な角度で音響ビーム５１１Ｌおよび５１１Ｒを交差させ、焦点Ｆ近傍の比較的広い範囲に教師４の音声を伝えることができる。   According to this aspect, in the case where the voice of the teacher 4 is transmitted to the focus F and the fan-shaped region having the center, the fan-shaped spread angle can be maximized. On the other hand, in this embodiment, when the focal point F is near the front wall of the classroom 1 where the speaker arrays 222L and 222R are arranged, the crossing angle of the acoustic beams 511L and 511R at the focal point F becomes large, and the non-expression region Has the disadvantage of becoming larger. Therefore, as illustrated in FIG. 20, when the distance from the front wall of the classroom 1 to the focal point F is short, the distance between the speaker arrays 222L and 222R is shortened, while the classroom as shown in FIG. When the distance from the front wall of 1 to the focal point F is long, the distance between the speaker arrays is adjusted according to the distance to the focal point F, such as increasing the distance between the speaker arrays 222L and 222R. Also good. According to this aspect, regardless of the position of the focal point F, the acoustic beams 511L and 511R can always be intersected at an optimum angle, and the voice of the teacher 4 can be transmitted to a relatively wide range near the focal point F.

なお、以上の例では、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒの両方から補間用音響ビームの出力を行ったが、非発現領域が狭い場合には、一方のスピーカアレイのみから補間用音響ビームの出力を行ってもよい。   In the above example, the interpolation acoustic beam is output from both the speaker arrays 222L and 222R. However, when the non-expression area is narrow, the interpolation acoustic beam is output from only one speaker array. Also good.

（６）全体拡声および聴感補正音響ビーム併用モード
このモードでは、図１５を参照して説明した全体拡声および音響ビーム併用モードと同様、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒにより、全体拡声音４０１と音響ビーム５００の両方を出力する。このモードにおいて、音響ビーム５００を提供する対象は難聴者である。このモードに対応したモード別制御処理１２２では、難聴者が教師４の音声をよく聴き取れるようするため、聴感補正部１１２を動作させ、Ａ／Ｄ変換器１１１の出力信号を全体拡声信号処理部１１４に供給するとともに、聴感補正部１１２の出力信号を音響ビーム信号処理部１１３−１に供給する信号伝達経路を形成する。聴感補正部１１２を利用する点を除けば、このモードの動作は、全体拡声および音響ビーム併用モードと同様である。 (6) Whole Loudness and Hearing Correction Sound Beam Combined Mode In this mode, the loudspeaker array 222L and 222R allow the loudspeaker 401 and the acoustic beam 500 to be reproduced by the speaker arrays 222L and 222R, as in the whole loudspeaker and acoustic beam combined mode described with reference to FIG. Output both. In this mode, the object providing the acoustic beam 500 is a deaf person. In the mode-specific control processing 122 corresponding to this mode, the hearing correction unit 112 is operated so that the hearing-impaired person can hear the voice of the teacher 4 well, and the output signal of the A / D converter 111 is converted into the overall loudness signal processing unit. 114, and a signal transmission path for supplying the output signal of the audibility correction unit 112 to the acoustic beam signal processing unit 113-1. Except for using the auditory sensation correction unit 112, the operation in this mode is the same as that in the overall loudspeaker and acoustic beam combined mode.

（７）スイートスポット向けステレオ再生モード
このモードでは、ＣＤ再生装置などから再生されるＬ、Ｒ２チャネルのデジタルオーディオ信号をデジタルオーディオインタフェース１１７により受け取り、教室１内においてそのステレオ再生を行う。 (7) Sweet Spot Stereo Playback Mode In this mode, L and R2 channel digital audio signals played back from a CD playback device or the like are received by the digital audio interface 117, and the stereo playback is performed in the classroom 1.

このステレオ再生に先立ち、図２１に例示するように、スピーカアレイ２２２Ｌおよび２２２Ｒを予め定められた適切な位置に移動させる。また、出力する音響ビームの本数に応じた個数の音響ビーム信号処理部１１３−ｋを動作させ、デジタルオーディオインタフェース１１７の出力信号の処理を行わせる。そして、Ｌチャネルのオーディオ信号をスピーカアレイ２２２Ｌから例えば３本の音響ビーム５２１Ｌ、５２２Ｌおよび５２３Ｌとして出力させる。また、Ｒチャネルのオーディオ信号をスピーカアレイ２２２Ｒから例えば音響ビーム５２０Ｒとして出力させる。ここで、音響ビーム５２０Ｒは、音響ビーム５２１Ｌ、５２２Ｌおよび５２３Ｌと交差するような向きに出力させる。また、各音響ビームが幅を広げつつ伝播するように、各音響ビームの元となる遅延オーディオ信号の遅延量の調整を行う。   Prior to this stereo reproduction, the speaker arrays 222L and 222R are moved to appropriate predetermined positions as illustrated in FIG. In addition, the number of acoustic beam signal processing units 113-k corresponding to the number of acoustic beams to be output is operated to process the output signal of the digital audio interface 117. Then, the L channel audio signal is output as, for example, three acoustic beams 521L, 522L, and 523L from the speaker array 222L. Further, an R channel audio signal is output from the speaker array 222R as, for example, an acoustic beam 520R. Here, the acoustic beam 520R is output in a direction that intersects the acoustic beams 521L, 522L, and 523L. In addition, the delay amount of the delayed audio signal that is the source of each acoustic beam is adjusted so that each acoustic beam propagates with a wider width.

このように各音響ビームの出力を行うと、音響ビーム５２１Ｌおよび５２０Ｒの各伝播範囲の共通部分であるエリアＡ１、音響ビーム５２２Ｌおよび５２０Ｒの各伝播範囲の共通部分であるエリアＡ２、音響ビーム５２３Ｌおよび５２０Ｒの各伝播範囲の共通部分であるエリアＡ３が教室１内に生じる。これらのエリアＡ１〜Ａ３は、ＬチャネルおよびＲチャネルの音声をバランスよく聴き取ることができるスイートスポットとなる。   When the acoustic beams are output in this way, the area A1 that is the common part of the propagation ranges of the acoustic beams 521L and 520R, the area A2 that is the common part of the propagation ranges of the acoustic beams 522L and 520R, the acoustic beam 523L and An area A3 that is a common part of the propagation ranges of 520R is generated in the classroom 1. These areas A1 to A3 serve as sweet spots where the L channel and R channel sounds can be heard in a balanced manner.

なお、以上の例では、２チャネルのオーディオ信号に対応した音響ビームを２個のスピーカアレイから出力したが、３個以上のスピーカアレイを利用し、３チャネルのオーディオ信号に対応した音響ビームをそれらのスピーカアレイにより出力するようにしてもよい。   In the above example, an acoustic beam corresponding to a two-channel audio signal is output from two speaker arrays. However, an acoustic beam corresponding to a three-channel audio signal is used by using three or more speaker arrays. The speaker array may be used for output.

以上が本実施形態の動作の詳細である。本実施形態によれば、スピーカアレイをスライド式とし、スピーカアレイの位置に基づいて所望の音響ビームを得るための信号処理の制御を行うようにしたので、スピーカアレイが小規模なものであっても、部屋内の様々な場所に向けて最適な条件で音響ビームの放射を行うことができる。また、本実施形態は、スピーカアレイがスライド式であるため、例えば教師４が使用するマイク２１０との関係でハウリングを起こさないような位置にスピーカアレイを移動させることができるという利点もある。また、本実施形態によれば、スライド式のスピーカアレイを２個使用しているので、２個のうち最適な条件で音響ビームを出力可能なスピーカアレイに音響ビームを出力させることができる。また、２個のスピーカアレイを一体化した幅の広いスピーカアレイにより音響ビームを出力したり、あるいは２個のスピーカアレイから共通の焦点を有する２本の音響ビームと補間用音響ビームを出力し、音声の到達範囲を広げることができる。さらに本実施形態によれば、２個のスピーカアレイを用いてＬ、Ｒ２チャネルのステレオ再生音の音響ビームの出力を行い、Ｌ、Ｒ各チャネルの音声をバランス良く聴取することができるスイートスポットを教室１内に形成することができる。   The details of the operation of the present embodiment have been described above. According to the present embodiment, since the speaker array is slidable and the signal processing is controlled to obtain a desired acoustic beam based on the position of the speaker array, the speaker array is small-scale. However, it is possible to radiate an acoustic beam to various places in the room under optimum conditions. In addition, since the speaker array is a slide type, this embodiment also has an advantage that the speaker array can be moved to a position where howling does not occur due to the relationship with the microphone 210 used by the teacher 4, for example. Further, according to the present embodiment, since two slide-type speaker arrays are used, the acoustic beam can be output to the speaker array that can output the acoustic beam under the optimum condition of the two. Also, an acoustic beam is output by a wide speaker array in which two speaker arrays are integrated, or two acoustic beams having a common focal point and an interpolating acoustic beam are output from the two speaker arrays. The range of voice can be expanded. Furthermore, according to the present embodiment, the sweet spot that can output the sound beam of the stereo reproduction sound of the L and R2 channels using the two speaker arrays and can listen to the sound of the L and R channels in a balanced manner. It can be formed in the classroom 1.

＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明にはこれ以外にも他の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
（１）レールにより支持するスピーカアレイの個数は、２個でなくてもよく、１個または３個以上であってもよい。
（２）上記実施形態では、部屋の前方の壁にスライド式のスピーカアレイを設けたが、部屋の側方の壁や後方の壁にも、同様なスライド式のスピーカアレイを設け、音響ビームの出力を行わせるようにしてもよい。
（３）スピーカアレイを手動により移動することができるように構成してもよい。 <Other embodiments>
Although one embodiment of the present invention has been described above, other embodiments are possible for the present invention. For example:
(1) The number of speaker arrays supported by the rails may not be two, but may be one or three or more.
(2) In the above embodiment, the slide type speaker array is provided on the front wall of the room. However, the same slide type speaker array is provided on the side wall and the rear wall of the room so that the acoustic beam is transmitted. You may make it output.
(3) You may comprise so that a speaker array can be moved manually.

この発明の一実施形態である音響再生システムが設置された教室を斜め上方から見た図である。It is the figure which looked at the classroom where the sound reproduction system which is one Embodiment of this invention was installed from diagonally upward. 同教室を側方から見た図である。It is the figure which looked at the classroom from the side. 同音響再生システムにおけるスピーカアレイの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the speaker array in the sound reproduction system. 同音響再生システムにおけるスピーカアレイの他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the speaker array in the sound reproduction system. 同スピーカアレイにおけるスピーカの配置態様の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the arrangement | positioning aspect of the speaker in the speaker array. 同音響再生システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the sound reproduction system. 同音響再生システムにおける操作表示装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the operation display apparatus in the sound reproduction system. 同操作表示装置におけるモードボタンの表示態様を例示する図である。It is a figure which illustrates the display mode of the mode button in the same operation display device. 同音響再生システムにおける全体拡声モードでの音響出力の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the sound output in the whole loud sound mode in the sound reproduction system. 同音響再生システムにおいて、全体拡声モードであり、かつ、自動最適化ボタンがＯＮである場合の音響出力の態様を示す図である。In the same sound reproduction system, it is a figure which shows the aspect of a sound output when it is the whole loud sound mode and the automatic optimization button is ON. 同音響再生システムにおける仮想音源モードでの音響出力の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the sound output in the virtual sound source mode in the sound reproduction system. 同音響再生システムにおいて、仮想音源モードであり、かつ、自動最適化ボタンがＯＮである場合の音響出力の態様を示す図である。In the same sound reproduction system, it is a figure which shows the aspect of a sound output when it is a virtual sound source mode and the automatic optimization button is ON. 同音響再生システムにおいて、仮想音源モードであり、仮想音源が複数ある場合の音響出力の態様を示す図である。In the same sound reproduction system, it is a figure which is a virtual sound source mode, and shows the aspect of an acoustic output in case there exist multiple virtual sound sources. 同音響再生システムにおいて、仮想音源モードであり、仮想音源が複数あり、かつ、自動最適化ボタンがＯＮである場合の音響出力の態様を示す図である。In the same sound reproduction system, it is a figure which shows the aspect of a sound output when it is virtual sound source mode, there are multiple virtual sound sources, and the automatic optimization button is ON. 同音響再生システムにおける全体拡声および音響ビーム併用モードでの音響出力の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the sound output in the whole sound amplification and sound beam combined use mode in the sound reproduction system. 同音響再生システムにおける一体型拡張モードにおける音響出力の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the sound output in the integrated expansion mode in the sound reproduction system. 同音響再生システムにおいて、一体型拡張モードであり、かつ、自動最適化ボタンがＯＮである場合の音響出力の態様を示す図である。In the same sound reproduction system, it is a figure which shows the aspect of an acoustic output when it is integrated expansion mode and the automatic optimization button is ON. 同音響再生システムにおける分離型拡張モードにおける音響出力の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the sound output in the isolation | separation type expansion mode in the sound reproduction system. 同音響再生システムにおいて、分離型拡張モードであり、かつ、自動最適化ボタンがＯＮである場合の音響出力の態様を示す図である。In the same sound reproduction system, it is a figure which shows the aspect of a sound output when it is separation-type expansion mode and the automatic optimization button is ON. 同音響再生システムにおいて、分離型拡張モードであり、かつ、自動最適化ボタンがＯＮである場合の音響出力の態様の他の例を示す図である。In the same sound reproduction system, it is a figure showing other examples of the mode of sound output when it is separation type expansion mode and the automatic optimization button is ON. 同音響再生システムにおけるスイートスポット向けステレオ再生モードにおける音響出力の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the sound output in the stereo reproduction | regeneration mode for sweet spots in the sound reproduction system.

符号の説明Explanation of symbols

１……教室、４……教師、５……生徒、１００……本体部、２１０……マイク、２２０……音響出力装置、２２１……レール、２２２Ｌ，２２２Ｒ……スピーカアレイ、ＳＰ−ｋ（ｋ＝１〜２ｍ）……スピーカ、１１０……信号処理部、１１１……Ａ／Ｄ変換器、１１２……聴感補正部、１１７……デジタルオーディオインタフェース、１１３−ｊ（ｊ＝１〜ｎ）……音響ビーム信号処理部、１１４……全体拡声信号処理部、１２０……制御部、３００……操作表示装置、２２４……スピーカアレイ位置検出装置、２２３……スピーカアレイ駆動装置、１３０……メモリ部、１２１……全体制御処理、１２２……モード別制御処理、１２３……スピーカアレイ駆動処理、１３１……座席位置テーブル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Classroom, 4 ... Teacher, 5 ... Student, 100 ... Main part, 210 ... Microphone, 220 ... Sound output device, 221 ... Rail, 222L, 222R ... Speaker array, SP-k ( k = 1 to 2 m) …… Speaker, 110 …… Signal processing unit, 111 …… A / D converter, 112 …… Hearing correction unit, 117 …… Digital audio interface, 113-j (j = 1 to n) …… Acoustic beam signal processing unit, 114 …… Overall loudspeaker signal processing unit, 120 …… Control unit, 300 …… Operation display device, 224 …… Speaker array position detection device, 223 …… Speaker array driving device, 130 …… Memory unit 121... Overall control processing 122. Mode-specific control processing 123 123 Speaker array driving processing 131.

Claims (11)

複数のスピーカを有するスピーカアレイと、前記スピーカアレイを摺動自在に支持する支持手段とを有する音響出力装置と、
音源から与えられるオーディオ信号に少なくとも遅延処理を含む信号処理を施し、前記スピーカアレイの複数のスピーカを駆動する複数の遅延オーディオ信号を生成する信号処理手段と、
音響出力の態様の指示を受け取るための入力手段と、
前記スピーカアレイにより前記入力手段を介して指示された態様で音響出力が行われるように、前記スピーカアレイの位置に基づき、前記信号処理手段における信号処理を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする音響再生システム。 A sound output device having a speaker array having a plurality of speakers, and a support means for slidably supporting the speaker array;
Signal processing means for performing signal processing including at least delay processing on an audio signal provided from a sound source, and generating a plurality of delayed audio signals for driving a plurality of speakers of the speaker array;
Input means for receiving an indication of the mode of acoustic output;
Control means for controlling signal processing in the signal processing means based on the position of the speaker array so that sound output is performed by the speaker array in a manner instructed via the input means. Sound reproduction system. 前記音響出力装置は、前記スピーカアレイとして、独立して移動可能な複数のスピーカアレイを有することを特徴とする請求項１に記載の音響再生システム。   The sound reproduction system according to claim 1, wherein the sound output device includes a plurality of speaker arrays that can move independently as the speaker array. 前記スピーカアレイを移動させるスピーカアレイ駆動手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の音響再生システム。   The sound reproduction system according to claim 1, further comprising speaker array driving means for moving the speaker array. 前記複数のスピーカアレイを各々独立して移動させるスピーカアレイ駆動手段を具備することを特徴とする請求項２に記載の音響再生システム。   The sound reproduction system according to claim 2, further comprising speaker array driving means for independently moving the plurality of speaker arrays. 前記制御手段は、特定の場所への音響ビームの出力の指示が前記入力手段を介して与えられた場合に、当該場所への音響ビームの出力に適したスピーカアレイを選択し、選択したスピーカアレイから当該場所に向けて音響ビームが出力されるように前記信号処理手段の信号処理を制御する手段を有することを特徴とする請求項２または４に記載の音響再生システム。   When an instruction to output an acoustic beam to a specific location is given via the input unit, the control unit selects a speaker array suitable for the output of the acoustic beam to the location, and selects the selected speaker array. 5. The sound reproduction system according to claim 2, further comprising means for controlling signal processing of the signal processing means so that an acoustic beam is output from the head toward the place. 前記制御手段は、特定の場所への音響ビームの出力の指示が前記入力手段を介して与えられた場合に、前記スピーカアレイを前記スピーカアレイ駆動手段により当該場所への音響ビームの出力に適した位置に移動させ、移動後のスピーカアレイから当該場所に向けて音響ビームが出力されるように前記信号処理手段の信号処理を制御する手段を有することを特徴とする請求項３に記載の音響再生システム。   The control means is suitable for outputting the acoustic beam to the location by the loudspeaker array driving means when the instruction to output the acoustic beam to a specific place is given through the input means. The sound reproduction according to claim 3, further comprising means for controlling the signal processing of the signal processing means so that the sound beam is output to the position from the speaker array after the movement. system. 前記制御手段は、特定の場所への音響ビームの出力の指示が前記入力手段を介して与えられた場合に、当該場所への音響ビームの出力に適したスピーカアレイを選択し、選択したスピーカアレイを前記スピーカアレイ駆動手段により当該場所への音響ビームの出力に適した位置に移動させ、移動後のスピーカアレイから当該場所に向けて音響ビームが出力されるように前記信号処理手段の信号処理を制御する手段を有することを特徴とする請求項４に記載の音響再生システム。   When an instruction to output an acoustic beam to a specific location is given via the input unit, the control unit selects a speaker array suitable for the output of the acoustic beam to the location, and selects the selected speaker array. Is moved to a position suitable for the output of the acoustic beam to the location by the speaker array driving means, and the signal processing of the signal processing means is performed so that the acoustic beam is output from the speaker array to the location after the movement. The sound reproduction system according to claim 4, further comprising a control unit. 前記制御手段は、複数のスピーカアレイを一体化したスピーカアレイによる特定の場所への音響ビームの出力の指示が前記入力手段を介して与えられた場合に、前記一体化したスピーカアレイから当該特定の場所に音響ビームが出力されるように、前記複数のスピーカアレイの位置に基づき、前記信号処理手段における信号処理を制御する手段を有することを特徴とする請求項２または４に記載の音響再生システム。   The control means, when an instruction to output an acoustic beam to a specific location by a speaker array in which a plurality of speaker arrays are integrated is given via the input means, from the integrated speaker array. 5. The sound reproduction system according to claim 2, further comprising means for controlling signal processing in the signal processing means based on the positions of the plurality of speaker arrays so that an acoustic beam is output to a place. . 前記制御手段は、離れた状態の２個のスピーカアレイにより特定の場所へ音の提供をすべき旨の指示が前記入力手段を介して与えられた場合に、前記複数のスピーカアレイにおける第１および第２のスピーカアレイから当該特定の場所に向かう第１および第２の音響ビームと、前記第１および第２のスピーカアレイの少なくとも一方から前記第１および第２の音響ビームが交差した後の第１および第２の音響ビームの各伝播範囲に挟まれた範囲に向かう補間用音響ビームとが前記第１および第２のスピーカアレイにより出力されるように、前記第１および第２のスピーカアレイの位置に基づき、前記信号処理手段における信号処理を制御する手段を有することを特徴とする請求項２または４に記載の音響再生システム。   When the instruction to provide sound to a specific place is given via the input means by the two speaker arrays that are separated from each other, the control means includes the first and second speakers in the plurality of speaker arrays. The first and second acoustic beams traveling from the second speaker array toward the specific location and the first and second acoustic beams after intersecting the first and second acoustic beams from at least one of the first and second speaker arrays. Of the first and second speaker arrays so that an interpolating acoustic beam directed to a range sandwiched between the propagation ranges of the first and second acoustic beams is output by the first and second speaker arrays. 5. The sound reproduction system according to claim 2, further comprising means for controlling signal processing in the signal processing means based on a position. 前記制御手段は、複数チャネルからなるステレオ形式のオーディオ信号の出力の指示が前記入力手段を介して与えられた場合に、複数チャネルのオーディオ信号に各々対応し、相互に交差する複数本の音響ビームが複数のスピーカアレイから出力されるように、前記複数のスピーカアレイの位置に基づき、前記信号処理手段における信号処理を制御する手段を有することを特徴とする請求項２または４に記載の音響再生システム。   The control means, when an instruction to output a stereo audio signal composed of a plurality of channels is given via the input means, a plurality of acoustic beams respectively corresponding to the plurality of channels of the audio signal and intersecting each other. 5. The sound reproduction according to claim 2, further comprising: means for controlling signal processing in the signal processing means based on positions of the plurality of speaker arrays so that a signal is output from the plurality of speaker arrays. system. 前記信号処理手段は、オーディオ信号に対して聴感補正処理を施す聴感補正手段を有し、
前記制御手段は、聴感補正された音響ビームを特定場所へ出力すべき旨の指示が前記入力手段を介して与えられた場合、前記聴感補正手段の聴感補正処理を経たオーディオ信号に基づく音響ビームが前記スピーカアレイから前記特定場所へ出力されるように、前記スピーカアレイの位置に基づき、前記信号処理手段における信号処理を制御する手段を有することを請求項１または３に記載の音響再生システム。 The signal processing means includes audibility correction means for performing audibility correction processing on the audio signal,
When the instruction to output the audible correction acoustic beam to a specific location is given via the input means, the control means generates an acoustic beam based on the audio signal that has undergone the audibility correction processing of the audibility correction means. The sound reproduction system according to claim 1, further comprising means for controlling signal processing in the signal processing means based on a position of the speaker array so that the speaker array is output to the specific location.
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