JP2009111920A - 音場制御方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単なリモコン操作によって視聴エリア及び非聴取エリアでの音場制御を簡易に実現可能とする。
【解決手段】スピーカから聴取エリア及び非聴取エリアに設定したリモコン内蔵マイクまでの空間伝達特性を計測し、これに基づき異なる複数種類の音場制御効果に対応する制御音源の振幅を算出して複数種類の音場制御効果を予測し、これら複数種類の音場制御効果をユーザに提示するために表示し、ユーザよるリモコン操作によって複数種類の音場制御効果から選択される一つの音場制御効果に対応する制御音源によりスピーカを駆動することによって、視聴エリア及び非聴取エリアでの効果的な音場制御を実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＡＶ機器のスピーカから放射されるコンテンツ音（音楽・音声・効果音）による音場を電気音響信号処理技術により制御する音場制御方法及びシステムに関する。

テレビジョン受信機（ＴＶ）、音響機器（オーディオシステム）、ホームシアターシステム等のオーディオ・ビジュアル（ＡＶ）機器におけるスピーカシステムの操作方法はさまざまである。典型的なものはＴＶに一般付属しているリモートコントローラ（以下、リモコンという）であり、本体に設けられた操作部のみなでなく、リモコンによってもユーザがスイッチやボリュームを調整することで好みの音量を得ることができる。

ホームシアターシステムも、音場の制御形態こそ異なるものの基本的にはＴＶのリモコンと同様である。すなわち、ホームシアターシステムではユーザが好みの音場になるように部屋の特性及びスピーカの配置などを入力し、リモコンを使ってスピーカから出力される音楽・音声・効果音等の音（以下、コンテンツ音という）の振幅や位相を制御することで、サラウンド感のある立体音響を再現する。

最近では、パソコン（ＰＣ）においても５．１チャネルスピーカを装備し、ＰＣ画面上に表示されたスピーカとユーザ聴取位置をもとに、マウスを使ってユーザ聴取位置を操作することで、立体音響を再現するシステムが実現されている。ゲーム機も同様である。

一方、特許文献１には音響信号に基づくＭ個の主音源用スピーカ及びＮ＋１個の制御音源用スピーカから放射される主音源及び制御音源の音を可聴領域（聴取エリア）と非可聴領域（非聴取エリア）にそれぞれ設置した第１及び第２音圧検出点（マイクロホン）により検出し、第１音圧検出点により検出される制御音源の音圧の和を抑制し、かつ第２音圧検出点により検出される制御音源の音圧と主音源の音圧との和を最小とするように主音源の振幅及び位相を制御する技術が開示されている。
特開２００７−１２１４３９号公報

上述した従来技術によって実現される音場は、コンテンツ音を聴取するユーザ自身によってユーザの好みに合うように制御されるのが普通である。この場合、ユーザはスピーカからのコンテンツ音を聴くことで、リモコンなどによる手元操作によって得られる音場制御効果が好みか否かを確認することができる。しかし、ユーザの操作によって実現される音場は、コンテンツ音を聴取したくない周囲の人にとっては騒音になる可能性もある。

そこで、同一時刻・同一空間でユーザの好みに合った音場を維持しつつ、ユーザ以外の人に対してはコンテンツ音を聴かせないような音場を実現させるという二律背反を同一スピーカで実現することが望ましい。従来のようにユーザ自身による音場の確認だけでは、このような要求に応えることができない。

すなわち、ユーザが実際にＴＶやサラウンドシステムを視聴する際の空間場（聴取エリア）のみでなく、聴取エリアに比較的近い他の空間場（非聴取エリア）における音場を確認することが必要となる。ユーザの立場からは、視聴中にできるだけ主音源用スピーカの音を音場確認のために切り替えるなどのことは煩わしく、通常のリモコンによる音量調整と同様の簡易的な方法で確認できる方が望ましい。また、特許文献１の技術では非聴取エリアでの音圧を抑制するような音場制御はできるが、ユーザが音場制御効果を選択することは難しい。

そこで、本発明は簡単なリモコン操作によって視聴エリア及び非聴取エリアでの音場制御を簡易に実現可能な音場制御方法及びシステムを提供することを目的とする。

本発明の一観点によると、スピーカを有するＡＶ機器による音場を制御するために、前記ＡＶ機器を制御するためのリモートコントローラに内蔵される第１マイクロホンを聴取エリアに置いたときの前記スピーカから前記第１マイクロホンまでの空間伝達特性を計測するステップと、前記第１マイクロホンまたは他の第２マイクロホンを非聴取エリアに置いたときの前記スピーカから前記第１マイクロホンまたは第２マイクロホンまでの空間伝達特性を計測するステップと、前記空間伝達特性に基づいて異なる複数種類の音場制御効果に対応する制御音源の振幅を算出するステップと、前記振幅に従って複数種類の音場制御効果を予測するステップと、前記複数種類の音場制御効果をユーザに提示するために表示するステップと、前記ユーザよる前記リモートコントローラの操作によって前記複数種類の音場制御効果から選択される一つの音場制御効果に対応する前記振幅及び位相を有する制御音源を出力するステップと、前記一つの音場制御効果を実現するために前記制御音源によって前記スピーカを駆動するステップと、を具備することを特徴とする音場制御方法を提供する。

本発明によれば、リモートコントローラに内蔵したマイクロホンを用いて、あるいは他の固定位置に設置された他のマイクロホンも併用してスピーカからマイクロホンまでの空間伝達特性を簡易に計測し、またリモートコントローラ上の操作によって、空間伝達特性に基づいて予測される複数種類の音場制御効果から一つの音場制御を選択することができる。

従って、ユーザはリモートコントローラの簡単な操作によって聴取エリア及び周囲の非聴取エリアにおいて実現可能な音場制御効果を確認し、かつ簡単に好みの音場制御効果を選択することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１を用いて第１の実施形態の概要について説明する。図１ではＴＶ１、アンプ２及びアンプ３Ａ，３Ｂ、アンプ２によって駆動される主音源用スピーカ４、アンプ３Ａ，３Ｂによって駆動される第１及び第２制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂを有し、マイクを内蔵するリモートコントローラ（以下、リモコンという）１０によって制御可能なＡＶ機器を想定している。

音場制御ユニット２０は、リモコン１０と協働することによってアンプ２及びアンプ３Ａ，３Ｂの入力を制御する。これによって、音場制御ユニットは同一時刻・同一空間でユーザの好みに合った音場を聴取エリア内で維持しつつ、ユーザ以外の人がいる周囲の非聴取エリアにはコンテンツ音がなるべく届かないように、主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂによって形成される音場を制御する。

アンプ２、アンプ３Ａ，３Ｂ、主音源用スピーカ４、制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂは、ＴＶ１に内蔵されているものであってもよいし、図２に示すようにＴＶ１とは別に用意されていてもよいし、あるいはＴＶ１に内蔵のデバイスとＴＶ１とは別に用意されたデバイスの両方を用いてもよい。図２は、左右チャネル毎に用意された、主音源用スピーカ４、第１及び第２制御音源用スピーカ５Ａ，５ＢがＴＶスタンド６に配置された例を示している。アンプ２及びアンプ３Ａ，３Ｂは、ＴＶスタンド６に内蔵されていてもよい。

音場制御に際して、ユーザはまず聴取エリアＡにおいてリモコン１０を操作して音場制御コマンドを入力する。この音場制御コマンド入力操作により、音場制御ユニット２０では聴取エリアＡにおける、主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからリモコン内蔵マイクまでの空間伝達特性が計測される。

次に、ユーザは非聴取エリアＢに移動し、リモコン１０の操作により音場制御コマンドを入力することで、同様に音場制御ユニット２０において非聴取エリアＢにおける主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからリモコン内蔵マイクまでの空間伝達特性が計測される。

音場制御ユニット２０では、こうして計測される空間伝達特性を基に瞬時に実現可能な聴取エリアＡ及び非聴取エリアＢでの複数種類の音場制御効果の予測を行い、リモコン２０の画面またはＴＶ１の画面上に予測された複数種類の音場制御効果を例えば順次に表示させる。これによりユーザは、聴取エリアＡでは直接聴くことのできない非聴取エリアＢでの複数種類の音場制御効果を確認することができる。

ユーザは、こうして非聴取エリアＢの音場制御効果を確認し、実現可能な複数の異なる音場制御効果の中から適切な一つの音場制御効果を選択する。音場制御効果の選択後、選択された音場制御効果に対応する制御音源信号がコンテンツ音信号をソースとして生成される。この制御音源信号に従って制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから制御音源が出力されることによって、聴取エリアＡ及び非聴取エリアＢにおける音場制御が行われ、ユーザの希望する音場が実現される。

図３は、リモコン１０の一例であり、例えば赤外線を用いた無線送信部１１、マイクロホン（以下、リモコン内蔵マイクという）１２、好ましくは可聴帯域外の音波（例えば超音波）を送信する音波送信部１３、無線受信部１４、制御効果表示部１５及び制御効果選択部１６を有する。以下、リモコン１０の各要素について説明する。

無線送信部１１は、リモコン１０から音場制御ユニット２０への無線送信、具体的にはリモコン１０の操作によって生成される音場制御コマンドや、ユーザによって選択された音場制御効果情報を音場制御ユニット２０の送信を行う。音波送信部１３は、リモコン内蔵マイク１２によって検出された信号を音場制御ユニット２０での空間伝達特性の計測のために、音波として音場制御ユニット２０に送信する。無線受信部１４は、音場制御ユニット２０から送信される音場制御効果情報を受信し、制御効果表示部１５へ渡す。

制御効果表示部１５は、リモコン１０の液晶ディスプレイのような表示画面の一部に設定され、図３の左側に示されるように音場制御ユニット２０による２つの空間（聴取エリアＡ及び非聴取エリアＢ）における音場制御効果を同時に表示する。この場合、制御効果表示部１５では複数種類の音場制御効果がメニューとして例えば順次表示され、その中からユーザは制御効果選択部１６によって任意の一つの音場制御効果を選択できる。制御効果選択部１６により選択された音場制御効果を示す情報は、無線送信部１１によって音場制御ユニット２０に送信される。

一方、音場制御ユニット２０は図４に示すように無線受信部２１、ランダムノイズ信号発生部２２、音波受信部２３、空間伝達特性計測部２４、制御音源振幅算出部２５、制御効果予測部２６、無線送信部２７、制御音源信号出力部２８及び切替器２９を有する。以下、音場制御ユニット２０の各要素について説明する。

無線受信部２１は、リモコン１０の無線送信部１１から送られてくる音場制御コマンドを受信して、ランダムノイズ信号生成部２２に伝える。ランダムノイズ信号発生部２２は、音場制御コマンドを受けるとアンプ２及びアンプ３Ａ，３Ｂを介して主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから空間伝達特性の計測時に用いるランダムノイズ音を出力するために、ランダムノイズ信号を発生する。音波受信部２３は、リモコン１０の音波送信部１３から送信される音波を受信し、受信信号を空間伝達特性計測部２４に渡す。

空間伝達特性計測部２４では、ランダムノイズ信号と音波受信部１３からの受信信号に基づいて主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性が計測される。制御音源振幅算出部２５では、計測された空間伝達特性に従って音場制御のための制御音源振幅が算出される。制御音源振幅算出部２５により算出された制御音源振幅の情報は、制御効果予測部２６と制御音源信号出力部２８に渡される。

制御効果予測部２６では、聴取エリアＡ及び非聴取エリアＢにおける音場制御効果の予測（具体的には、音量を増減すべきかあるいは維持すべきかの予測）が行われる。制御効果予測部２６によって得られる音場制御効果情報は無線送信部２７に入力され、さらに必要に応じてＴＶ１にも供給される。無線送信部２７からは、音場制御効果情報が送信される。無線送信部２７から送信された音場制御効果情報は、リモコン１０において無線受信部１４で受信される。

一方、制御音源信号出力部２８はコンテンツ音信号をソースとして、制御音源振幅算出部２５によって算出された制御音源振幅と制御音源位相を有する制御音源信号を生成して出力する。制御音源信号は、切替器２９を経てアンプ３Ａ，３Ｂに送られる。アンプ３Ａ，３Ｂは制御音源信号に従って制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂを駆動し、これによって制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから制御音源が出力される。

切替器２９は、空間伝達特性の計測時にはランダムノイズ信号発生部２２からのランダムノイズ信号をアンプ２及びアンプ３Ａ，３Ｂに順次供給する。一方、空間伝達特性計測後の音場制御時には、切替器２９はアンプ２に対してはコンテンツ音信号を供給し、アンプ３Ａ，３Ｂに対しては制御音源信号出力部２８からの制御音源信号を供給する。

次に、図４に示すフローチャートを参照して本実施形態に係る音場制御システムの動作の流れについて説明する。
まず、ユーザは聴取エリアＡにリモコン１０を設定する（ステップＳ１０１）。すなわち、ユーザは聴取エリアＡにおいてリモコン１０を操作することにより、無線送信部１１から音場制御コマンドを送信する。こうしてリモコン１０から送信された音場制御コマンドは、音場制御ユニット２０の無線受信部２１で受信される。

これにより音場制御ユニット２０においては、ランダムノイズ信号発生部２２からランダムノイズ信号が発生され、さらに切替器２９によってアンプ２及びアンプ３Ａ，３Ｂに供給されることにより、ランダムノイズ信号に従って主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからランダムノイズ音が出力される。ランダムノイズ音はリモコン内蔵マイク１２により検出される。リモコン内蔵マイク１２からの検出信号は、音波送信部１３から音波として送信され、音波受信部２３で受信される。音波受信部２３から出力される検出信号とランダムノイズ信号に基づき、空間伝達特性計測部２４により主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから聴取エリアＡに置かれたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性が計測される（ステップＳ１０２）。

次に、ユーザは非聴取エリアＢにリモコン１０を設定し（ステップＳ１０３）、聴取エリアＡにおいてリモコン１０を操作することにより、同様にして主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから非聴取エリアＢに置かれたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性が計測される（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０２では、以下の数式に従って主音源用スピーカ４から聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性Fp、第１制御音源用スピーカ５Ａから聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性Fs1、第２制御音源用スピーカ５Ｂから聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性Fs2（図６参照）が順次計測される。

ここで、ρは空気の密度、N_pは主音源用スピーカに含まれる点音源と見なし分割できる点音源の個数、N_s1は第１制御音源用スピーカに含まれる点音源と見なし分割できる点音源の個数、N_s2は第２制御音源用スピーカに含まれる点音源と見なし分割できる点音源の個数をそれぞれ表す。また、r_piは上記主音源内ｉ番目の点音源から聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの距離、r_s1iは上記第１制御音源内ｉ番目の点音源から聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの距離、r_s2iは上記第２制御音源内ｉ番目の点音源から聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの距離をそれぞれ表す。

ステップＳ１０４では、同様に以下の数式に従って主音源用スピーカ４から非聴取エリアＢに置いたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性Z_p、第１制御音源用スピーカ５Ａから聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性Z_s1、第２制御音源用スピーカ５Ｂから聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性Zs2が順次計測される。

ここで、ρは空気の密度、Npは主音源用スピーカに含まれる点音源と見なし分割できる点音源の個数、N_s1は第１制御音源用スピーカに含まれる点音源と見なし分割できる点音源の個数、N_s2は第２制御音源用スピーカに含まれる点音源と見なし分割できる点音源の個数をそれぞれ表す。また、Ｌ_piは上記主音源内ｉ番目の点音源から非聴取エリアＢに置いたリモコン内蔵マイク１２までの距離、Ｌ_s1iは上記第１制御音源内ｉ番面の点音源から非聴取エリアＢに置いたリモコン内蔵マイク１２までの距離、Ｌ_s2iは上記第２制御音源内ｉ番目の点音源から非聴取エリアＢに置いたリモコン内蔵マイク１２までの距離をそれぞれ表す。

このとき音場制御後に聴取エリアＡで観測される音圧は、制御前の主音源のみによる音圧を基準にした場合にα倍となり、非聴取エリアＢで観測された音圧は、制御前の主音源のみによる音圧を基準にした場合にβ倍となるように音場制御が行われる。この音場制御は、以下の式で表される。

次に、上記α，β（音場係数と呼ぶ）について例えば図７の太線に沿って自動調整を行い（ステップＳ１０５）、引き続き制御音源信号振幅を算出する（ステップＳ１０６）。図７の例では、α，βはいずれも基本的に０〜２の範囲で調整可能であるが、(a)α＝２，β＝１、(b)α＝１，β＝１／２、(c)α＝１，β＝０、及び(d)α＝１／２，β＝０の４種類の組み合わせについて自動調整されることを示している。

例えば、音場係数αについて以下のような値を与えることで、聴取エリアＡでの音圧を増減させることができる。

もう一つの音場係数βについても、同様に以下のような値を与えることで、非聴取エリアＢでの音圧を増減させることができる。

従って、主音源用スピーカ４から出力される主音源q_pの振幅と、２つの制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから出力される制御音源の振幅q_S1,q_S2との関係は次式となる。

主音源はもともとのコンテンツ音で既知であることから、主音源振幅q_Pより制御音源振幅q_S1, q_S2を算出することができる。このとき、聴取エリアＡ及び非聴取エリアＢにおいてリモコン内蔵マイク１２を設定した地点での音圧レベルη_A(dB)及びη_Bは、次式となる。

こうして制御音源振幅q_S1, q_S2を算出した後、以下のようにして制御効果予測部２６によりα，βの種々の組み合わせに対応する複数種類の音場制御効果を予測する（ステップＳ１０７）。

なお、音場制御効果の予測後、次式の判定を行うことが望ましい。

数式（１２）は、制御音源振幅≦主音源振幅を満たす条件を体積速度比で表したものである。数式（１２）の条件を満たさない場合は、第２制御音源用スピーカ５Ｂから聴取エリアＡに置いたリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性F_s2を反転して−F_s2とすることにより、制御音源の体積速度を低下させて数式（１２）の条件を満たすようにすることができる。

図８〜図１１は、図７に示した音場係数α，βの種々の組み合わせに対応する音場制御効果の一例を示している。図８に示すCaseAは、α＝２，β＝１、すなわち聴取エリアＡで６dB（増音）、非聴取エリアＢで０dB（音圧維持）の場合である。図９に示すCaseBは、α＝１，β＝１／２、すなわち聴取エリアＡで０dB（音圧維持）、非聴取エリアで−６dB（減音）の場合である。図１０に示すCaseCは、α＝１，β＝０、すなわち聴取エリアＡで０dB（音圧維持）、非聴取エリアで−∞dB（局所減音）の場合である。図１１に示すCaseDは、α＝１／２，β＝０、すなわち聴取エリアＡで−６dB（減音）、非聴取エリアで−∞dB（局所減音）の場合である。図８〜図１１に示す音場制御効果は、いずれも数式（１２）の条件を満たしているものとする。

α，βはそれぞれ最大でも２倍、つまり６dB増加くらいの音圧増減があれば、ＴＶの音量で５〜６レベル相当の調整が効く。このことから、α，βを図７に示す０＜α＜２，０＜β＜２の範囲である刻みで変化させることで段階的に、聴取エリアＡ及び非聴取エリアＢでの音場制御効果を予測することができる。

こうして制御効果予測部２６によって予測された音場制御効果を示す情報は、無線送信部２７によってリモコン１０に送信される。リモコン１０では送信されてきた音場制御効果を示す情報を無線受信部１４により受信し、図８〜図１１に示した複数種類（この例では４種類）の音場制御効果をユーザに提示するために制御効果表示部１５で順次切り替えて表示する。

次に、制御効果選択部１６によって表示される複数種類の音場制御効果の中から、ユーザによって一つの制御効果が選択される（ステップＳ１０９）。この結果、選択された音場制御効果を実現するような音場制御が行われる（ステップＳ１１０）。

以下、ステップＳ１１０について具体的に説明する。制御効果選択部１６によって一つの音場制御効果が選択されると、選択された音場制御効果を示す情報が無線送信部１１から送信される。こうして選択された音場制御効果を示す情報は、音場制御ユニット２０において無線受信部２１で受信され、制御音源信号出力部２８に転送される。制御音源信号出力部２８では、制御音源振幅算出部２５よって算出される、複数種類の音場制御効果に対応する制御音源振幅の中から、選択された音場制御効果に対応する制御音源振幅に従った制御音源信号を出力する。

制御音源信号出力部２８から出力される制御音源信号は切替器２９を経てアンプ３Ａ，３Ｂに供給され、アンプ３Ａ，３Ｂによって制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂが駆動されることにより、制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから制御音源が出力される。これにより聴取エリアＡ及び非聴取エリアＢにおいて、ユーザにより選択された所望の音場制御効果を実現する音場制御が実現されることになる。

図１２（ａ）及び（ｂ）は、実際の１２畳のリビングを対象にスピーカ手前１．５ｍ、床上０．５５ｍ、及びスピーカ手前４ｍ、床上１．０５ｍにそれぞれリモコン内蔵マイク１２を設定し、スピーカからこれらの位置（評価点）までの空間伝達特性をもとに音場制御効果を予測した結果を示している。一方、図１３（ａ）及び（ｂ）は、図１２（ａ）及び（ｂ）と同じ条件で音場制御効果を実測した結果を示している。

図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示されるように、ユーザ聴取エリアＡに相当するスピーカ手前１．５ｍでの音圧は音場制御前後で変化はなく、実測結果は予測結果と一致している。一方、スピーカ手前４ｍの遠方の非聴取エリアＢでの音圧においても、両者を比べると低減している帯域は、ほぼ一致していることがわかる。

両者の結果はマイク設定した一点にすぎないとはいえ、図８〜図１１に示す音場分布は評価点が１点にもかかわらず、必ずしもその点だけ低減しているわけでなく、その周囲全体で一様に音場の増減が現れていることから、この予測で図８〜図１１に明示した空間場の様子をユーザに提示させることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、図１４、図１５及び図１６を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、図１４に示すように非聴取エリアＢにマイク内蔵の音場制御効果表示ユニット３０が設置される。制御効果表示ユニット３０は、図１５に示すようにマイク３２（表示ユニット内蔵マイク）、音波送信部３３、無線受信部３４及び制御効果表示部３５を有し、これらは第１の実施形態におけるリモコン１０内のマイク１２、音波送信部１３、無線受信部１４及び制御効果表示部１５と同様の機能を有する。

一方、本実施形態におけるリモコン１０は図１６に示すように無線送信部１１、マイク１２、音波送信部１３及び制御効果選択部１６を有し、第１の実施形態におけるリモコン１０から無線受信部１４及び制御効果表示部１５が除去されている。図１６中の音場制御ユニット２０は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態における処理の流れを説明すると、ユーザが最初に聴取エリアＡにおいてリモコン１０を操作することによって、第１の実施形態と同様にして主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから聴取エリアＡに設定したリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性が計測される。引き続き、主音源用スピーカ４、制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから非聴取エリアＢに設置した制御効果表示ユニット３０内のマイク３２までの空間伝達特性が計測される。

後者の空間伝達特性の計測に際しては、主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからのランダムノイズ音が表示ユニット内蔵マイク３２により検出され、マイク３２からの検出信号が音波送信部３３から音波として送信され、音場制御ユニット２０の音波受信部２３で受信される。音波受信部２３から出力される検出信号とランダムノイズ信号発生部２２からのランダム信号に基づき、空間伝達特性計測部２４により主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからマイク３２までの空間伝達特性が計測される。

次に、上記のようにして計測された空間伝達特性から制御音源振幅算出部２５により制御音源振幅が算出され、さらに制御効果予測部２６によって複数種類の音場制御効果が予測される。こうして制御効果予測部２６によって予測された音場制御効果を示す情報は、無線送信部２７によって制御効果表示ユニット３０に送信される。

制御効果表示ユニット３０では、送信されてきた音場制御効果を示す情報を無線受信部３４により受信し、図８〜図１１に示した複数種類の音場制御効果をユーザに提示するために制御効果表示部３５で順次切り替えて表示する。ユーザがこうして表示される複数種類の音場制御効果の中から一つの音場制御効果を選択すると、選択された音場制御効果を実現するような音場制御が第１の実施形態と同様に行われる。

通常の生活シーンを想定すると非聴取エリアＢ、つまりＡＶ機器からのコンテンツ音を聞かせたくない位置はある程度限定されている。このような場合には、本実施形態のように非聴取エリアＢに制御効果表示ユニット３０を常設することが有効となる。

制御効果表示ユニット３０内の制御効果表示部３５は、例えば図１５に示されるように音場制御効果を文字表示以外に、表示の明るさやＬＥＤ（発光ダイオード）等による表示色の変化を使って表示することが可能である。なお、図１５においては音場制御効果の表示に付されているハッチングの種類によって表示の明るさや表示色が異なることを表している。

このような表示を行うことで、制御効果表示ユニット３０が非聴取エリアＢに設置されていても、聴取エリアＡにいるユーザから音場制御効果を容易に確認することができる。これにより聴取エリアＡのユーザが持つリモコン１０においては、制御効果表示部を省略できるため、リモコン１０の軽量・コンパクト化が可能となる。

（第３の実施形態）
次に、図１７〜図２２を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態は、壁を透過する音に対する音場制御を行うものである。一般的に壁の遮音性能は低音域で弱く、壁をはさんだ非聴取エリアＢにもコンテンツ音が伝わってしまう。本実施形態はこのような状況を想定したものであり、図１７に示されるようにコンテンツ音の透過を抑制すべき壁面（すなわち、聴取エリアＡと非聴取エリアＢとの境界の壁面）の内側に、図１８に示されるようなマトリックス状に並べられた多数の素子マイクを持つマトリクスアレイマイク４２を備えた壁面音圧制御ユニット４０（図１９参照）が設置されている。なお、聴取エリアＡと非聴取エリアＢとがカーテンで仕切られている場合、マトリクスアレイマイク４２を当該カーテンに設置してもよい。

図１９に示されるように、壁面音圧制御ユニット４０にはマトリクスアレイマイク４２とマイク４２からの検出信号を音波として送信する音波送信部４３が設けられる。図１９中のリモコン１０は第２の実施形態と同様であり、音場制御ユニット２０は第１及び第２の実施形態とほぼ同様である。

本実施形態における処理の流れを説明すると、ユーザが最初に聴取エリアＡにおいてリモコン１０を操作することによって、第１の実施形態と同様にして主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからリモコン内蔵マイク１２までの空間伝達特性が計測される。引き続き、主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂから壁面音圧制御ユニット４０内のマトリクスアレイマイク４２までの空間伝達特性が計測される。より詳しくは、マトリクスアレイマイク４２によって壁面内側にかかる音圧が計測される。

後者の空間伝達特性の計測に際しては、主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからのランダムノイズ音が壁面音圧制御ユニット４０内のマトリクスアレイマイク４２により検出され、マイク４２からの検出信号が音波送信部４３から音波として送信され、音場制御ユニット２０の音波受信部２３で受信される。音波受信部２３から出力される検出信号とランダム信号に基づき、空間伝達特性計測部２４により主音源用スピーカ４及び制御音源用スピーカ５Ａ，５Ｂからマトリクスアレイマイク４２までの空間伝達特性が計測される。

次に、上記のようにして計測された空間伝達特性から制御音源振幅算出部２５により制御音源振幅が算出され、さらに制御効果予測部２６によって複数種類の音場制御効果が予測される。こうして制御効果予測部２６によって予測された音場制御効果を示す情報は、ＴＶ１に送られるか、あるいは第１の実施形態と同様に無線送信部によってリモコン１０内の制御効果表示部（図示せず）に送信される。

この結果、ＴＶ１または制御効果表示部では、図８〜図１１に示した複数種類の音場制御効果をユーザに提示するために順次切り替えて表示する。次に、ユーザがこうして表示される複数種類の音場制御効果の中から一つの音場制御効果を選択すると、選択された音場制御効果を実現するような音場制御が第１の実施形態と同様に行われる。

ここで、マトリクスアレイマイク４２は壁面に設けられているため、マトリクスアレイマイク４２の各素子マイクによって検出される音圧の二乗和を最小化するように音場制御を行うようにすることにより、壁面にかかる音響エネルギーを低減することもでき、結果的に聴取エリアＡから壁面を透過して非聴取エリアＢに放射される音を抑制することができる。

図２０では、周囲を壁で囲まれた部屋（聴取エリアＡ）内のスピーカから正面（図２０の左上の面）２．５ｍの位置にリモコン内蔵マイク１２を設定し、側壁面（図２０の手前面）に９点の素子マイクを有するマトリクスアレイマイク４２を装着している。

図２１及び図２２は、図２０のようにリモコン内蔵マイク１２及びマトリクスアレイマイク４２を配置した場合の周波数２００Ｈｚにおける図２０の側壁面（ＸＹ垂直面）上の音圧レベル及び対向壁面（図２０の右側の面）上における音圧レベルの計算結果を示している。この計算結果から、リモコン内蔵マイク１２の位置では音圧が維持され、壁面上ではマトリクスアレイマイク４２の９点の素子マイクにより検出される音圧の二乗和が最小化されることにより、壁面を通しての音漏れが抑制されていることができる。

（第４の実施形態）
次に、第３の実施形態を応用した本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態は第３の実施形態と同様のマトリクスアレイマイク４２を壁面以外の場所に設置する例を示している。

図２３（ａ）（ｂ）は、マトリクスアレイマイク４２を非聴取エリアＢで寝ている人の枕元に設置する例である。図２４（ａ）（ｂ）は、マトリクスアレイマイク４２を非聴取エリアＢで寝ている人の布団の上にかける例である。マトリクスアレイマイク４２をこのように設置すれば、壁を透過するコンテンツ音（特に低音）を非聴取エリアＢにいる人の耳元で抑制することが可能となる。

図２５及び図２６は、ベビーベッドの周囲や手すりにマトリクスアレイマイク４２を装着した例であり、このようにすることによりベビーベッド内の乳幼児に聞こえるコンテンツ音を抑制できる。

さらなる変形例として、マトリクスアレイマイクに代えて図２７に示すようなリニアアレイマイク５２を用いることもでき、これを例えば図２７のようにドア開放時に生じる隙間に沿って装着してもよい。このように局所的に音漏れが大きな部分に限定してアレイマイクを設けることにより、聴取エリアから非聴取エリアへのコンテンツ音の進入を効果的に防止することもできる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る音場制御システムを模式的に示す図 主音源用スピーカと第１及び第２制御音源用スピーカの配置例を示す図 第１の実施形態におけるリモコンの構成を示すブロック図 第１の実施形態に係る音場制御システムの詳細を示すブロック図 第１の実施形態における音場制御の処理の流れを示すフローチャート 主音源用スピーカと第１及び第２制御音源用スピーカからリモコン内蔵マイクまでの空間伝達特性の計測の様子を示す図 聴取エリア及び非聴取エリアに対応する音場係数α，βの自動調整時の遷移の一例を示す図 音場係数α，βの第１の組み合わせに対応する音場制御効果の例を示す図 音場係数α，βの第２の組み合わせに対応する音場制御効果の例を示す図 音場係数α，βの第３の組み合わせに対応する音場制御効果の例を示す図 音場係数α，βの第４の組み合わせに対応する音場制御効果の例を示す図 音場制御効果の予測例を示す図 音場制御効果の実測例を示す図 本発明の第２の実施形態に係る音場制御システムを模式的に示す図 第２の実施形態における制御効果表示ユニットの詳細を示すブロック図 第２の実施形態に係る音場制御システムの詳細を示すブロック図 本発明の第３の実施形態に係る音場制御システムを模式的に示す図 第３の実施形態におけるマトリクスアレイマイクを示す図 第３の実施形態に係る音場制御システムの詳細を示すブロック図 第３の実施形態におけるリモコン内蔵マイク及びマトリクスアレイマイクの具体的な配置例を示す図 図２０のマイクを配置した場合の２００Ｈｚにおける側壁面上の音圧レベルの計算結果を示す図 図２０のようにマイクを配置した場合の２００Ｈｚにおける対向壁面上の音圧レベルの計算結果を示す図 本発明の第４の実施形態におけるマトリクスアレイマイクの設置例を示す上面図及び側面図 本発明の第４の実施形態におけるマトリクスアレイマイクの他の設置例を示す上面図及び側面図 本発明の第４の実施形態におけるマトリクスアレイマイクの別の設置例を示す図 本発明の第４の実施形態におけるマトリクスアレイマイクの更に別の設置例を示す図 第４の実施形態の変形例であるリニアアレイマイクの設置例を示す図

符号の説明

１・・・ＴＶ
２，３・・・アンプ
４・・・主音源用スピーカ
５Ａ，５Ｂ・・・制御音源用スピーカ
６・・・ＴＶスタンド
１０・・・リモコン
１１・・・無線送信部
１２・・・リモコン内蔵マイク
１３・・・音波送信部
１４・・・無線受信部
１５・・・制御効果表示部
１６・・・制御効果選択部
２０・・・音場制御ユニット
２１・・・無線受信部
２２・・・ランダムノイズ信号発生部
２３・・・音波受信部
２４・・・空間伝達特性計測部
２５・・・制御音源振幅算出部
２６・・・制御効果予測部
２７・・・無線送信部
２８・・・制御音源信号出力部
２９・・・切替器
３０・・・制御効果表示ユニット
３２・・・表示ユニット内蔵マイク
３３・・・無線送信部
３４・・・無線受信部
３５・・・制御効果表示部
４０・・・壁面音圧制御ユニット
４２・・・マトリクスアレイマイク
４３・・・音波送信部
５２・・・リニアアレイマイク

Claims (10)

1. スピーカを有するＡＶ機器による音場を制御する方法であって、
   前記ＡＶ機器を制御するためのリモートコントローラに内蔵される第１マイクロホンを聴取エリアに置いたときの前記スピーカから前記第１マイクロホンまでの空間伝達特性を計測するステップと、
   前記第１マイクロホンまたは他の第２マイクロホンを非聴取エリアに置いたときの前記スピーカから前記第１マイクロホンまたは第２マイクロホンまでの空間伝達特性を計測するステップと、
   前記空間伝達特性に基づいて異なる複数種類の音場制御効果に対応する制御音源の振幅を算出するステップと、
   前記振幅に従って複数種類の音場制御効果を予測するステップと、
   前記複数種類の音場制御効果をユーザに提示するために表示するステップと、
   前記ユーザよる前記リモートコントローラの操作によって前記複数種類の音場制御効果から選択される一つの音場制御効果に対応する前記振幅と位相を有する制御音源を出力するステップと、
   前記一つの音場制御効果を実現するために前記制御音源によって前記スピーカを駆動するステップと、を具備することを特徴とする音場制御方法。
2. 前記第第２マイクロホンは、前記複数種類の音場制御効果を表示可能な、前記非聴取エリアに設置される表示ユニットに内蔵されることを特徴とする請求項１記載の音場制御方法。
3. 前記第２マイクロホンは、前記聴取エリアと前記非聴取エリアとの境界または前記非聴取エリアの少なくとも一方に設置されることを特徴とする請求項１記載の音場制御方法。
4. スピーカを有するＡＶ機器の音場を制御する音場制御システムであって、
   前記ＡＶ機器を制御するためのリモートコントローラに内蔵される第１マイクロホンと、
   ランダムノイズ信号を発生する発生部と、
   前記リモートコントローラに設けられ、前記ランダムノイズ信号によって前記スピーカから出力されるランダムノイズ音に基づいて前記第１マイクロホン、または前記第１マイクロホン及び他の第２マイクロホンから出力される検出信号を送信する送信部と、
   送信された前記検出信号を受信する受信部と、
   受信された前記検出信号を用いて、前記ＡＶ機器を制御するためのリモートコントローラに内蔵される第１マイクロホンを聴取エリアに置いたときの前記スピーカから前記第１マイクロホンまでの空間伝達特性、及び前記第１マイクロホンまたは第２マイクロホンを非聴取エリアに置いたときの前記スピーカから前記第１マイクロホンまたは第２マイクロホンまでの空間伝達特性を計測する計測部と、
   前記空間伝達特性に基づいて異なる複数種類の音場制御効果に対応する制御音源の振幅を算出する算出部と、
   前記振幅に従って複数種類の音場制御効果を予測する予測部と、
   前記複数種類の音場制御効果をユーザに提示するために表示する表示部と、
   前記ユーザよる前記リモートコントローラの操作によって前記複数種類の音場制御効果から選択される一つの音場制御効果に対応する前記振幅と位相を有する制御音源を出力する出力部と、
   前記一つの音場制御効果を実現するために前記制御音源によって前記スピーカを駆動するアンプと、を具備することを特徴とする音場制御システム。
5. 前記表示部は、前記リモートコントローラに設けられることを特徴とする請求項４記載の音場制御システム。
6. 前記表示部は、前記非聴取エリアに設置される表示ユニットに設けられ、
   前記第２マイクロホンは、前記表示ユニットに内蔵されることを特徴とする請求項４記載の音場制御システム。
7. 前記第２マイクロホンは、前記聴取エリアと前記非聴取エリアとの境界または前記非聴取エリアの少なくとも一方に設置されることを特徴とする請求項４記載の音場制御システム。
8. 前記第２マイクロホンは、マトリクス状に配列された複数の素子マイクロホンを持つアレイマイクロホンを含むことを特徴とする請求項７記載の音場制御システム。
9. 前記第２マイクロホンは、リニア状に配列された複数の素子マイクロホンを持つアレイマイクロホンを含むことを特徴とする請求項７記載の音場制御システム。
10. 前記複数種類の音場制御効果は、前記視聴エリアにおける空間音圧の増加、減少、維持または最小化のいずれかと前記非視聴エリアにおける空間音圧の増加、減少、維持または最小化のいずれかとの組み合わせを表すことを特徴とする請求項４記載の音場制御システム。

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