JP2015126359A - スピーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】音声ビームを用いる場合であっても、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができるスピーカ装置を提供する。【解決手段】アレイスピーカ装置２は、Ｃチャンネルのオーディオ信号は、アレイスピーカ装置２の後方の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源ＳＣが聴者の前方にあると知覚し、ＦＬチャンネルは、部屋Ｒの左前方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、音源ＳＦＬが聴者の左前方の壁にあると知覚する。ＦＲチャンネルは、部屋Ｒの右前方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、音源ＳＦＲが聴者の右前方の壁にあると知覚する。ＳＬチャンネルは、部屋Ｒの左後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、音源ＳＳＬが聴者の左後方の壁にあると知覚する。音声ビームによる定位感を用い、壁の音響反射率等の聴取環境に依存しない頭部伝達関数による仮想音源によって、意図する方向に音源を定位させる。【選択図】図８

Description

本発明は、指向性を有する音声ビームを出力するスピーカ装置に関する。

従来、オーディオ信号をそれぞれ遅延させて複数のスピーカユニットに分配することで指向性を有する音声ビームを出力するアレイスピーカ装置が知られている（例えば、特許文献１，２を参照）。

特許文献１のアレイスピーカ装置は、Ｃチャンネルの音声ビームと、壁に反射させて聴者に到達する音声ビームと、を用いて、同じ信号を所定の比率で出力することにより、ファントム音源を定位させるものである。ファントム音源とは、同じチャンネルの音を聴者の左右の異なる方向から到達させた場合に、これら異なる方向の中間の方向に定位される仮想的な音源である。

また、特許文献２のアレイスピーカ装置は、聴者の左右の壁で１回反射した音声ビームと、左右および後方の壁で２回反射した音声ビームと、を用いて、フロントチャンネルの定位方向とサラウンドチャンネルの定位方向との間にファントム音源を定位させるものである。

特開２００５−１５９５１８号公報 特開２０１０−２１３０３１号公報

しかし、聴取環境によっては、壁からの反射が良好ではない場合（例えば音響反射率の低い壁素材からなる環境）がある。また、各音声ビームは、チャンネル毎に壁面で反射するビームの音量または周波数特性が完全に一致するものではない。したがって、音声ビームによるファントム音源では、意図する方向に明瞭に音源を定位させることが難しい。

そこで、本発明は、音声ビームを用いる場合であっても、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができるスピーカ装置を提供することを目的とする。

本発明のスピーカ装置は、複数チャンネルのオーディオ信号が入力される入力部と、複数のスピーカと、前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延して前記複数のスピーカに分配することにより、前記複数のスピーカに音声ビームを出力させる指向性制御部と、前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号にそれぞれ頭部伝達関数に基づくフィルタ処理を行って前記複数のスピーカに入力する定位付加部と、を備えている。

そして、スピーカ装置の定位付加部は、聴取位置から見て、複数の音声ビームの到達方向の間に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とする。すなわち、ファントム音源のように複数のビーム間の方向に頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定する。

これにより、本発明のスピーカ装置は、音声ビームによる定位感を用いながら、壁の音響反射率等の聴取環境に依存しない頭部伝達関数による仮想音源によって、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができる。

なお、頭部伝達関数による仮想音源の方向は、例えば、複数のビームにより生成されるファントム音源と同じ方向に設定する。これにより、音声ビームによるファントム音源の定位感を補い、より明瞭に音源を定位させることができる。

また、前記定位付加部は、前記音声ビームのうち、少なくとも１つの到達方向に対し、前記聴取位置を中心軸として左右対称となる方向に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定する態様としてもよい。この場合、聴取位置から見て左右対称の方向に音源が定位する。

また、本発明のスピーカ装置は、聴取位置に設置されるマイクと、前記指向性制御部にテスト信号を入力して前記複数のスピーカにテスト音声ビームを出力させ、当該テスト音声ビームが前記マイクに入力されるレベルを測定する検出手段と、前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて音声ビームの出力角度を設定するビーム角度設定手段と、をさらに備えていてもよい。この場合、前記定位付加部は、前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定する。これにより、聴取位置にマイクを設置して測定を行うだけで各チャンネルの音声ビームの出力角度とともに、仮想音源の方向も自動設定される。

本発明のスピーカ装置は、音声ビームを用いる場合であっても、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができる。

ＡＶシステムの構成を示す概略図である。 アレイスピーカ装置の構成を示すブロック図である。 フィルタ処理部の構成を示すブロック図である。 ビーム化処理部の構成を示すブロック図である。 音声ビームとチャンネル設定の関係を示した図である。 バーチャル処理部の構成を示すブロック図である。 定位付加部および補正部の構成を示すブロック図である。 アレイスピーカ装置２が生成する音場について説明する図である。 アレイスピーカ装置２が生成する音場について説明する図である。 ファントム音源を併用する場合のアレイスピーカ装置の構成を示すブロック図である。 図１１（Ａ）は、ファントム処理部の構成を示すブロック図である。図１１（Ｂ）は、指定角度とゲイン比率との対応付けテーブルを示す図である。図１１（Ｃ）は、指定角度と頭部伝達関数との対応付けテーブルを示す図である。ファントム処理部の構成を示すブロック図である。 アレイスピーカ装置２Ａが生成する音場について説明する図である。 アレイスピーカ装置２Ａが生成する音場について説明する図である。 変形例に係るアレイスピーカ装置を示す図である。

図１は、本実施形態に係るアレイスピーカ装置２を備えたＡＶシステム１の概略図である。ＡＶシステム１は、アレイスピーカ装置２、サブウーファ３、テレビ４、およびマイク７を備えている。アレイスピーカ装置２は、サブウーファ３およびテレビ４に接続される。アレイスピーカ装置２には、テレビ４で再生される映像に応じたオーディオ信号や不図示のコンテンツプレーヤからのオーディオ信号が入力される。

アレイスピーカ装置２は、図１に示すように、例えば、直方体形状の筐体を備え、テレビ４の近傍（テレビ４の表示画面の下部）に設置される。アレイスピーカ装置２は、前面（聴者に対向する面）に、例えば１６個のスピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐ、ウーファ３３Ｌ、およびウーファ３３Ｒを備えている。

スピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐは、聴者から見て横方向に沿って一列に配置されている。スピーカユニット２１Ａは、聴者から見て最も左側に配置され、スピーカユニット２１Ｐは、聴者から見て最も右側に配置されている。ウーファ３３Ｌは、スピーカユニット２１Ａのさらに左側に配置されている。ウーファ３３Ｒは、スピーカユニット２１Ｐのさらに右側に配置されている。この例では、スピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐ、ウーファ３３Ｌ、およびウーファ３３Ｒが本発明の「複数のスピーカ」に相当する。

なお、スピーカユニットの数は、１６個に限らず、例えば８個等であってもよい。また、配置態様も横方向に沿って１列に配置する例に限らず、例えば横方向に沿って３列に配置する等であってもよい。

サブウーファ３は、アレイスピーカ装置２の近傍に設置される。図１の例では、アレイスピーカ装置２の左側に配置されているが、設置位置はこの例に限るものではない。

また、アレイスピーカ装置２には、聴取環境測定用のマイク７が接続されている。マイク７は、聴取位置に設置されている。マイク７は、聴取環境を測定する場合に用いられ、実際にコンテンツを視聴する際には設置する必要はない。

図２は、アレイスピーカ装置２の構成を示すブロック図である。アレイスピーカ装置２は、入力部１１、デコーダ１０、フィルタ処理部１４、フィルタ処理部１５、ビーム化処理部２０、加算処理部３２、加算処理部７０、バーチャル処理部４０、制御部３５、およびユーザＩ／Ｆ３６を備えている。

入力部１１は、ＨＤＭＩレシーバ１１１、ＤＩＲ１１２、およびＡ／Ｄ変換部１１３を備えている。ＨＤＭＩレシーバ１１１は、ＨＤＭＩ規格に適合したＨＤＭＩ信号を入力し、デコーダ１０に出力する。ＤＩＲ１１２は、デジタルオーディオ信号（ＳＰＤＩＦ）を入力し、デコーダ１０に出力する。Ａ／Ｄ変換部１１３は、アナログオーディオ信号を入力し、デジタルオーディオ信号に変換してデコーダ１０に出力する。

デコーダ１０は、ＤＳＰからなり、入力された信号をデコードする。デコーダ１０は、例えば、ＡＡＣ（登録商標）、Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ（登録商標）、ＤＴＳ（登録商標）、ＭＰＥＧ−１／２、ＭＰＥＧ−２マルチチャンネル、ＭＰ３等の各種フォーマットの信号を入力し、マルチチャンネルオーディオ信号（ＦＬチャンネル、ＦＲチャンネル、Ｃチャンネル、ＳＬチャンネル、およびＳＲチャンネルのデジタルオーディオ信号。以下、単にオーディオ信号と称す場合は、デジタルオーディオ信号を示すものとする。）に変換して出力する。図２に示す太い実線は、マルチチャンネルオーディオ信号を示すものである。なお、デコーダ１０は、例えばステレオチャンネルのオーディオ信号をマルチチャンネルオーディオ信号に拡張する機能も有する。

デコーダ１０から出力されたマルチチャンネルオーディオ信号は、フィルタ処理部１４およびフィルタ処理部１５に入力される。フィルタ処理部１４は、デコーダ１０から出力されたマルチチャンネルオーディオ信号について、各スピーカユニットに適した帯域を抽出して出力する。

図３（Ａ）は、フィルタ処理部１４の構成を示すブロック図であり、図３（Ｂ）は、フィルタ処理部１５の構成を示すブロック図である。

フィルタ処理部１４は、ＦＬチャンネル、ＦＲチャンネル、Ｃチャンネル、ＳＬチャンネル、およびＳＲチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するＨＰＦ１４ＦＬ、ＨＰＦ１４ＦＲ、ＨＰＦ１４Ｃ、ＨＰＦ１４ＳＬ、およびＨＰＦ１４ＳＲを備えている。また、フィルタ処理部１４は、ＦＬチャンネル、ＦＲチャンネル、Ｃチャンネル、ＳＬチャンネル、およびＳＲチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するＬＰＦ１５ＦＬ、ＬＰＦ１５ＦＲ、ＬＰＦ１５Ｃ、ＬＰＦ１５ＳＬ、およびＬＰＦ１５ＳＲを備えている。

ＨＰＦ１４ＦＬ、ＨＰＦ１４ＦＲ、ＨＰＦ１４Ｃ、ＨＰＦ１４ＳＬ、およびＨＰＦ１４ＳＲは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の高域を抽出して出力する。ＨＰＦ１４ＦＬ、ＨＰＦ１４ＦＲ、ＨＰＦ１４Ｃ、ＨＰＦ１４ＳＬ、およびＨＰＦ１４ＳＲのカットオフ周波数は、スピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐの再生周波数の下限（例えば２００Ｈｚ）に合うように設定されている。ＨＰＦ１４ＦＬ、ＨＰＦ１４ＦＲ、ＨＰＦ１４Ｃ、ＨＰＦ１４ＳＬ、およびＨＰＦ１４ＳＲの出力信号は、ビーム化処理部２０に出力される。

ＬＰＦ１５ＦＬ、ＬＰＦ１５ＦＲ、ＬＰＦ１５Ｃ、ＬＰＦ１５ＳＬ、およびＬＰＦ１５ＳＲは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の低域（例えば２００Ｈｚ未満）を抽出して出力する。ＬＰＦ１５ＦＬ、ＬＰＦ１５ＦＲ、ＬＰＦ１５Ｃ、ＬＰＦ１５ＳＬ、およびＬＰＦ１５ＳＲのカットオフ周波数は、上記ＨＰＦ１４ＦＬ、ＨＰＦ１４ＦＲ、ＨＰＦ１４Ｃ、ＨＰＦ１４ＳＬ、およびＨＰＦ１４ＳＲのカットオフ周波数に対応している（例えば２００Ｈｚである）。

ＬＰＦ１５ＦＬ、ＬＰＦ１５Ｃ、およびＬＰＦ１５ＳＬの出力信号は、加算部１６で加算され、Ｌチャンネルオーディオ信号となる。Ｌチャンネルオーディオ信号は、さらにＨＰＦ３０ＬおよびＬＰＦ３１Ｌに入力される。

ＨＰＦ３０Ｌは、入力されたオーディオ信号の高域を抽出して出力する。ＬＰＦ３１Ｌは、入力されたオーディオ信号の低域を抽出して出力する。ＨＰＦ３０ＬおよびＬＰＦ３１Ｌのカットオフ周波数は、ウーファ３３Ｌとサブウーファ３とのクロスオーバ周波数（例えば１００Ｈｚ）に対応する。なお、当該クロスオーバ周波数は、ユーザＩ／Ｆ３６を介して聴者により変更できるようにしてもよい。

ＬＰＦ１５ＦＲ、ＬＰＦ１５Ｃ、およびＬＰＦ１５ＳＲの出力信号は、加算部１７で加算され、Ｒチャンネルオーディオ信号となる。Ｒチャンネルオーディオ信号は、さらにＨＰＦ３０ＲおよびＬＰＦ３１Ｒに入力される。

ＨＰＦ３０Ｒは、入力されたオーディオ信号の高域を抽出して出力する。ＬＰＦ３１Ｒは、入力されたオーディオ信号の低域を抽出して出力する。ＨＰＦ３０Ｒのカットオフ周波数は、ウーファ３３Ｒとサブウーファ３とのクロスオーバ周波数（例えば１００Ｈｚ）に対応する。上述のように、クロスオーバ周波数は、ユーザＩ／Ｆ３６を介して聴者により変更できるようにしてもよい。

ＨＰＦ３０Ｌから出力されたオーディオ信号は、加算処理部３２を介してウーファ３３Ｌに入力される。同様に、ＨＰＦ３０Ｒから出力されたオーディオ信号は、加算処理部３２を介してウーファ３３Ｒに入力される。

ＬＰＦ３１Ｌから出力されたオーディオ信号およびＬＰＦ３１Ｒから出力されたオーディオ信号は、加算処理部７０で加算されてモノラル化され、サブウーファ３に入力される。なお、図示は省略するが、加算処理部７０には、ＬＦＥチャンネルも入力され、ＬＰＦ３１Ｌから出力されたオーディオ信号およびＬＰＦ３１Ｒから出力されたオーディオ信号と加算されてサブウーファ３に出力される。

一方、フィルタ処理部１５は、ＦＬチャンネル、ＦＲチャンネル、Ｃチャンネル、ＳＬチャンネル、およびＳＲチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するＨＰＦ４０ＦＬ、ＨＰＦ４０ＦＲ、ＨＰＦ４０Ｃ、ＨＰＦ４０ＳＬ、およびＨＰＦ４０ＳＲを備えている。また、フィルタ処理部１５は、ＦＬチャンネル、ＦＲチャンネル、Ｃチャンネル、ＳＬチャンネル、およびＳＲチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するＬＰＦ４１ＦＬ、ＬＰＦ４１ＦＲ、ＬＰＦ４１Ｃ、ＬＰＦ４１ＳＬ、およびＬＰＦ４１ＳＲを備えている。

ＨＰＦ４０ＦＬ、ＨＰＦ４０ＦＲ、ＨＰＦ４０Ｃ、ＨＰＦ４０ＳＬ、およびＨＰＦ４０ＳＲは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の高域を抽出して出力する。ＨＰＦ４０ＦＬ、ＨＰＦ４０ＦＲ、ＨＰＦ４０Ｃ、ＨＰＦ４０ＳＬ、およびＨＰＦ４０ＳＲのカットオフ周波数は、ウーファ３３Ｒおよびウーファ３３Ｌとサブウーファ３とのクロスオーバ周波数（例えば１００Ｈｚ）に対応する。上述のように、クロスオーバ周波数は、ユーザＩ／Ｆ３６を介して聴者により変更できるようにしてもよい。また、ＨＰＦ４０ＦＬ、ＨＰＦ４０ＦＲ、ＨＰＦ４０Ｃ、ＨＰＦ４０ＳＬ、およびＨＰＦ４０ＳＲのカットオフ周波数は、ＨＰＦ１４ＦＬ、ＨＰＦ１４ＦＲ、ＨＰＦ１４Ｃ、ＨＰＦ１４ＳＬ、およびＨＰＦ１４ＳＲのカットオフ周波数と同一にしてもよい。また、フィルタ処理部１５においては、ＨＰＦ４０ＦＬ、ＨＰＦ４０ＦＲ、ＨＰＦ４０Ｃ、ＨＰＦ４０ＳＬ、およびＨＰＦ４０ＳＲのみ備える態様として、低域をサブウーファ３に出力させないようにしてもよい。ＨＰＦ４０ＦＬ、ＨＰＦ４０ＦＲ、ＨＰＦ４０Ｃ、ＨＰＦ４０ＳＬ、およびＨＰＦ４０ＳＲから出力されたオーディオ信号は、バーチャル処理部４０に出力される。

ＬＰＦ４１ＦＬ、ＬＰＦ４１ＦＲ、ＬＰＦ４１Ｃ、ＬＰＦ４１ＳＬ、およびＬＰＦ４１ＳＲは、それぞれ入力された各チャンネルのオーディオ信号の低域を抽出して出力する。ＬＰＦ４１ＦＬ、ＬＰＦ４１ＦＲ、ＬＰＦ４１Ｃ、ＬＰＦ４１ＳＬ、およびＬＰＦ４１ＳＲのカットオフ周波数は、上記クロスオーバ周波数に対応している（例えば１００Ｈｚである）。ＬＰＦ４１ＦＬ、ＬＰＦ４１ＦＲ、ＬＰＦ４１Ｃ、ＬＰＦ４１ＳＬ、およびＬＰＦ４１ＳＲから出力されたオーディオ信号は、加算器１７１で加算されたてモノラル化された後、加算処理部７０を介しサブウーファ３に入力される。加算処理部７０では、ＬＰＦ４１ＦＬ、ＬＰＦ４１ＦＲ、ＬＰＦ４１Ｃ、ＬＰＦ４１ＳＬ、およびＬＰＦ４１ＳＲから出力されたオーディオ信号と、ＬＰＦ３１ＲおよびＬＰＦ３１Ｌから出力されたオーディオ信号と、上述のＬＦＥチャンネルのオーディオ信号と、が加算される。なお、加算処理部７０は、これら信号の加算比率を変更するゲイン調整部を備えていてもよい。

次に、ビーム化処理部２０について説明する。図４は、ビーム化処理部２０の構成を示すブロック図である。ビーム化処理部２０は、ＦＬチャンネル、ＦＲチャンネル、Ｃチャンネル、ＳＬチャンネル、およびＳＲチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するゲイン調整部１８ＦＬ、ゲイン調整部１８ＦＲ、ゲイン調整部１８Ｃ、ゲイン調整部１８ＳＬ、およびゲイン調整部１８ＳＲを備えている。

ゲイン調整部１８ＦＬ、ゲイン調整部１８ＦＲ、ゲイン調整部１８Ｃ、ゲイン調整部１８ＳＬ、およびゲイン調整部１８ＳＲは、各チャンネルのオーディオ信号のゲインを調整する。ゲイン調整された各チャンネルのオーディオ信号は、それぞれ指向性制御部９１ＦＬ、指向性制御部９１ＦＲ、指向性制御部９１Ｃ、指向性制御部９１ＳＬ、および指向性制御部９１ＳＲに入力される。指向性制御部９１ＦＬ、指向性制御部９１ＦＲ、指向性制御部９１Ｃ、指向性制御部９１ＳＬ、および指向性制御部９１ＳＲは、各チャンネルのオーディオ信号をスピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐに分配する。分配されたスピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐに対するオーディオ信号は、合成部９２で合成されてスピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐに供給される。このとき、指向性制御部９１ＦＬ、指向性制御部９１ＦＲ、指向性制御部９１Ｃ、指向性制御部９１ＳＬ、および指向性制御部９１ＳＲは、各スピーカユニットに供給するオーディオ信号の遅延量を調整する。

スピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐから出力される音は、位相が揃う箇所において互いに強められ、指向性を有した音声ビームとして出力される。例えば、全スピーカから同じタイミングで音が出力されると、アレイスピーカ装置２の前方に指向性を有する音声ビームが出力される。指向性制御部９１ＦＬ、指向性制御部９１ＦＲ、指向性制御部９１Ｃ、指向性制御部９１ＳＬ、および指向性制御部９１ＳＲは、各オーディオ信号に付与する遅延量を変更することで、音声ビームの出力方向を変更することができる。

また、指向性制御部９１ＦＬ、指向性制御部９１ＦＲ、指向性制御部９１Ｃ、指向性制御部９１ＳＬ、および指向性制御部９１ＳＲは、スピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐから出力される各音の位相が所定位置でそろうように遅延量を付与し、当該所定位置で焦点を結ぶ音声ビームを形成することもできる。

音声ビームは、アレイスピーカ装置２から直接、または室内の壁等に反射して聴取位置に到達させることができる。例えば、図５（Ｃ）に示すように、Ｃチャンネルオーディオ信号の音声ビームは、正面方向に出力させて、Ｃチャンネルの音声ビームが聴取位置の正面から到達させることができる。また、ＦＬチャンネルオーディオ信号およびＦＲチャンネルオーディオ信号の音声ビームは、アレイスピーカ装置２の左右方向に出力させ、聴取位置の左右に存在する壁に反射させて、それぞれ聴取位置の左方向および右方向から到達させることができる。また、ＳＬチャンネルオーディオ信号およびＳＲチャンネルオーディオ信号の音声ビームを左右方向に出力させ、聴取位置の左右に存在する壁および後方に存在する壁に２回反射させて、それぞれ聴取位置の左後方方向および右後方方向から到達させることができる。

このような音声ビームの出力方向の設定は、マイク７を用いて聴取環境を測定することにより、自動的に行うことができる。図５（Ａ）に示すように、聴者が聴取位置にマイク７を設置し、ユーザＩ／Ｆ３６（または不図示のリモコン）を操作して、音声ビームの設定を指示すると、制御部３５は、テスト信号（例えばホワイトノイズ）からなる音声ビームをビーム化処理部２０に出力させる。

制御部３５は、アレイスピーカ装置２の前面と平行な左方向（−９０度方向と称する。）から、アレイスピーカ装置２の前面と垂直な方向（０度方向と称する、）を経てアレイスピーカ装置２の前面と平行な右方向（９０度方向と称する。）まで、音声ビームを旋回させる。アレイスピーカ装置２の前面において音声ビームを旋回させると、音声ビームの旋回角θに応じて、部屋Ｒの壁に音声ビームが反射して、所定の角度でマイク７に音声ビームが収音される。

制御部３５は、マイク７から入力されたオーディオ信号のレベルを音声ビームの出力角度と対応付けてメモリ（不図示）に記憶する。そして、制御部３５は、オーディオ信号のレベルのピーク成分に基づいて、マルチチャンネルオーディオ信号の各チャンネルと音声ビームの出力角度を割り当てる。例えば、制御部３５は、収音データ中に所定の閾値以上のピークを検出する。制御部３５は、これらピークの中で、最も高レベルである時の音声ビームの出力角度を、Ｃチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。例えば、図５（Ｂ）では、最も高レベルである時の角度θ３ａをＣチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。また、制御部３５は、Ｃチャンネルに設定したピークを挟んで近接するピークについて、ＳＬチャンネルおよびＳＲチャンネルの音声ビームの出力角度を割り当てる。例えば、図５（Ｂ）では、Ｃチャンネルに近接し、−９０度方向に近い角度θ２ａをＳＬチャンネルの音声ビームとして割り当て、Ｃチャンネルに近接し、９０度方向に近い角度θ４ａをＳＲチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。さらに、制御部３５は、最も外側のピークについて、ＦＬチャンネルおよびＦＲチャンネルの音声ビームの出力角度を割り当てる。例えば、図５（Ｂ）の例では、最も−９０度方向に近い角度θ１ａをＦＬチャンネルの音声ビームとして割り当て、最も９０度方向に近い角度θ５ａをＦＲチャンネルの音声ビームの出力角度として割り当てる。このようにして、制御部３５は、各チャンネルの音声ビームが聴取位置に到達するレベルを検出する検出手段、および検出手段が測定したレベルのピークに基づいて音声ビームの出力角度を設定するビーム角度設定手段を実現する。

以上のようにして、図５（Ｃ）に示すように、聴者（マイク７）の位置において、周囲から音声ビームが到達するような設定を行う。

次に、バーチャル処理部４０について説明する。図６は、バーチャル処理部４０の構成を示すブロック図である。バーチャル処理部４０は、レベル調整部４３、定位付加部４２、補正部５１、遅延処理部６０Ｌ、および遅延処理部６０Ｒを備えている。

レベル調整部４３は、ＦＬチャンネル、ＦＲチャンネル、Ｃチャンネル、ＳＬチャンネル、およびＳＲチャンネルのデジタルオーディオ信号をそれぞれ入力するゲイン調整部４３ＦＬ、ゲイン調整部４３ＦＲ、ゲイン調整部４３Ｃ、ゲイン調整部４３ＳＬ、およびゲイン調整部４３ＳＲを備えている。

ゲイン調整部４３ＦＬ、ゲイン調整部４３ＦＲ、ゲイン調整部４３Ｃ、ゲイン調整部４３ＳＬ、およびゲイン調整部４３ＳＲは、各チャンネルのオーディオ信号のゲインを調整する。各ゲイン調整部のゲインは、例えば、制御部３５によりテスト音声ビームの検出結果に基づいて設定される。例えば、図５（Ｂ）に示すように、Ｃチャンネルの音声ビームは、直接音であるため、最も高レベルである。したがって、ゲイン調整部４３Ｃのゲインは最も低く設定される。また、Ｃチャンネルの音声ビームは、直接音であり、部屋の環境に依存する可能性が低いため、例えば固定値としてもよい。そして、他のゲイン調整部は、Ｃチャンネルとのレベル差に応じたゲインが設定される。例えば、Ｃチャンネルの検出レベルＧ１＝１．０としてゲイン調整部４３Ｃのゲイン０．１を設定する場合、ＦＲチャンネルの検出レベルＧ３＝０．６であればゲイン調整部４３ＦＲのゲインを０．４とし、ＳＲチャンネルの検出レベルＧ２＝０．４であれば、ゲイン調整部４３ＳＲのゲインを０．６とする。このようにして、各チャンネルのゲインが調整される。なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、および図５（Ｃ）の例では、制御部３５がテスト信号の音声ビームを旋回させて各チャンネルの音声ビームが聴取位置に到達するレベルを検出する例を示したが、聴者がユーザＩ／Ｆ３６を用いて、制御部３５に対して手動で音声ビームを出力させる指示を行い、ゲイン調整部４３ＦＬ、ゲイン調整部４３ＦＲ、ゲイン調整部４３Ｃ、ゲイン調整部４３ＳＬ、およびゲイン調整部４３ＳＲのレベルを手動で設定するようにしてもよい。また、ゲイン調整部４３ＦＬ、ゲイン調整部４３ＦＲ、ゲイン調整部４３Ｃ、ゲイン調整部４３ＳＬ、およびゲイン調整部４３ＳＲの設定は、テスト音声ビームをスイープさせて検出したレベルとは別に、それぞれチャンネルごとにレベルを測定してもよい。具体的には、各チャンネルについてテスト音声ビームのスイープにより決定した方向にテスト音声ビームを出力し、聴取位置においてマイク７で収音した音を解析することにより行うことができる。

ゲイン調整された各チャンネルのオーディオ信号は、定位付加部４２に入力される。定位付加部４２は、入力された各チャンネルのオーディオ信号を所定の位置に仮想音源として定位させる処理を行う。仮想音源として定位させるためには、所定位置と聴者の耳との間の伝達関数を示す頭部伝達関数（以下、ＨＲＴＦと称す。）を用いる。

ＨＲＴＦは、ある位置に設置した仮想スピーカからそれぞれ左右の耳に至る音の大きさ、到達時間、および周波数特性等を表現したインパルス応答である。定位付加部４２は、入力された各チャンネルのオーディオ信号にＨＲＴＦを付与して、ウーファ３３Ｌまたはウーファ３３Ｒから放音させることにより、聴者に仮想音源を定位させることができる。

図７（Ａ）は、定位付加部４２の構成を示すブロック図である。定位付加部４２は、各チャンネルのオーディオ信号にＨＲＴＦのインパルス応答を畳み込むためのＦＬフィルタ４２１Ｌ、ＦＲフィルタ４２２Ｌ、Ｃフィルタ４２３Ｌ、ＳＬフィルタ４２４Ｌ、およびＳＲフィルタ４２５Ｌと、ＦＬフィルタ４２１Ｒ、ＦＲフィルタ４２２Ｒ、Ｃフィルタ４２３Ｒ、ＳＬフィルタ４２４Ｒ、およびＳＲフィルタ４２５Ｒと、を備えている。

例えば、ＦＬチャンネルのオーディオ信号は、ＦＬフィルタ４２１ＬおよびＦＬフィルタ４２１Ｒに入力される。ＦＬフィルタ４２１Ｌは、ＦＬチャンネルのオーディオ信号に、聴者の左前方の仮想音源ＶＳＦＬ（図８（Ａ）を参照。）の位置から左耳に至る経路のＨＲＴＦを付与する。ＦＬフィルタ４２１Ｒは、ＦＬチャンネルのオーディオ信号に、仮想音源ＶＳＦＬの位置から右耳に至る経路のＨＲＴＦを付与する。同様にして、各チャンネルについて、聴者の周囲の仮想音源の位置から各耳に至るＨＲＴＦが付与される。

加算部４２６Ｌは、ＦＬフィルタ４２１Ｌ、ＦＲフィルタ４２２Ｌ、Ｃフィルタ４２３Ｌ、ＳＬフィルタ４２４Ｌ、およびＳＲフィルタ４２５ＬでそれぞれＨＲＴＦが付与されたオーディオ信号を合成して、オーディオ信号ＶＬとして補正部５１に出力する。加算部４２６Ｒは、ＦＬフィルタ４２１Ｒ、ＦＲフィルタ４２２Ｒ、Ｃフィルタ４２３Ｒ、ＳＬフィルタ４２４Ｒ、およびＳＲフィルタ４２５ＲでそれぞれＨＲＴＦが付与されたオーディオ信号を合成して、オーディオ信号ＶＲとして補正部５１に出力する。

補正部５１は、クロストークキャンセル処理を行う。図７（Ｂ）は、補正部５１の構成を示すブロック図である。補正部５１は、ダイレクト補正部５１１Ｌ、ダイレクト補正部５１１Ｒ、クロス補正部５１２Ｌ、およびクロス補正部５１２Ｒを備えている。

オーディオ信号ＶＬは、ダイレクト補正部５１１Ｌおよびクロス補正部５１２Ｌに入力される。オーディオ信号ＶＲは、ダイレクト補正部５１１Ｒおよびクロス補正部５１２Ｒに入力される。

ダイレクト補正部５１１Ｌは、ウーファ３３Ｌから出力された音が左耳付近で放音されたように聴者に知覚させる処理を行う。ダイレクト補正部５１１Ｌは、ウーファ３３Ｌから出力された音の周波数特性が左耳の位置でフラットになるようなフィルタ係数が設定されている。ダイレクト補正部５１１Ｌは、入力されたオーディオ信号ＶＬを当該フィルタで処理して、オーディオ信号ＶＬＤを出力する。ダイレクト補正部５１１Ｒは、ウーファ３３Ｒから出力された音の周波数特性が右耳の位置でフラットになるようなフィルタ係数が設定されている。ダイレクト補正部５１１Ｒは、入力されたオーディオ信号ＶＬを当該フィルタで処理して、オーディオ信号ＶＲＤを出力する。

クロス補正部５１２Ｌは、ウーファ３３Ｌから右耳に回り込む音の周波数特性を付与するためのフィルタ係数が設定されている。このウーファ３３Ｌから右耳に回り込む音（ＶＬＣ）を合成部５２Ｒで逆相にしてウーファ３３Ｒから放音させることにより、ウーファ３３Ｌの音が右耳に聞こえるのを抑制する。これにより、ウーファ３３Ｒから放音される音が右耳付近で放音されたように聴者に知覚させる。

クロス補正部５１２Ｒは、ウーファ３３Ｒから左耳に回り込む音の周波数特性を付与するためのフィルタ係数が設定されている。このウーファ３３Ｒから左耳に回り込む音（ＶＲＣ）を合成部５２Ｌで逆相にしてウーファ３３Ｌから放音させることにより、ウーファ３３Ｒの音が左耳に聞こえるのを抑制する。これにより、ウーファ３３Ｌから放音される音が左耳付近で放音されたように聴者に知覚させる。

合成部５２Ｌから出力されたオーディオ信号は、遅延処理部６０Ｌに入力される。遅延処理部６０Ｌによって所定時間遅延されたオーディオ信号は、加算処理部３２に入力される。また、合成部５２Ｒから出力されたオーディオ信号は、遅延処理部６０Ｒに入力される。遅延処理部６０Ｒによって所定時間遅延されたオーディオ信号は、加算処理部３２に入力される。

遅延処理部６０Ｌおよび遅延処理部６０Ｒによる遅延時間は、例えば、ビーム化処理部２０の指向性制御部で与えられる遅延時間のうち、最長の遅延時間よりも長く設定される。これにより、仮想音源を知覚させる音が、音声ビームの形成を阻害することがない。なお、ビーム化処理部２０の後段に遅延処理部を設け、音声ビーム側に遅延を加えて、音声ビームが仮想音像を定位させる音を阻害しないようにする態様であってもよい。

遅延処理部６０Ｌから出力されたオーディオ信号は、加算処理部３２を介してウーファ３３Ｌに入力される。加算処理部３２では、遅延処理部６０Ｌから出力されたオーディオ信号とＨＰＦ３０Ｌから出力されたオーディオ信号とが加算される。なお、加算処理部３２は、これらオーディオ信号の加算比率を変更するゲイン調整部の構成を備えていてもよい。同様に、遅延処理部６０Ｒから出力されたオーディオ信号は、加算処理部３２を介してウーファ３３Ｒに入力される。加算処理部３２では、遅延処理部６０Ｒから出力されたオーディオ信号とＨＰＦ３０Ｒから出力されたオーディオ信号とが加算される。加算処理部３２は、これらオーディオ信号の加算比率を変更するゲイン調整部の構成を備えていてもよい。

次に、アレイスピーカ装置２が生成する音場について図８（Ａ）を用いて説明する。図８（Ａ）において、実線矢印は、アレイスピーカ装置２から出力される音声ビームの経路を示す。図８（Ａ）において、白い星印は、音声ビームが生成する音源の位置を示し、黒い星印は、仮想音源の位置を示す。

図８（Ａ）の例では、アレイスピーカ装置２は、音声ビームを５本出力する。Ｃチャンネルのオーディオ信号は、アレイスピーカ装置２の後方の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定される。これにより、聴者は、音源ＳＣが聴者の前方にあると知覚する。

同様に、ＦＬチャンネルのオーディオ信号は、部屋Ｒの左前方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源ＳＦＬが聴者の左前方の壁にあると知覚する。ＦＲチャンネルのオーディオ信号は、部屋Ｒの右前方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源ＳＦＲが聴者の右前方の壁にあると知覚する。ＳＬチャンネルのオーディオ信号は、部屋Ｒの左後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源ＳＳＬが聴者の左後方の壁にあると知覚する。ＳＲチャンネルのオーディオ信号は、部屋Ｒの右後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームが設定され、聴者は、音源ＳＳＲが聴者の左後方の壁にあると知覚する。

しかし、図８（Ａ）の例では、右前方の壁と聴取位置との距離が左前方の壁と聴取位置との距離よりも遠くなっている。したがって、音源ＳＦＲは、音源ＳＦＬよりも後方寄りに知覚されることになる。そこで、定位付加部４２は、Ｃチャンネルの音声ビームとＦＲチャンネルの音声ビームとの間に設定する。この例では、定位付加部４２は、仮想音源ＶＳＦＲの方向を、ＦＬチャンネルの音声ビームの到達方向に対して左右対称（聴取位置を中心軸として左右対称）となる方向に設定する。この設定は、聴者がユーザＩ／Ｆ３６を用いて手動で設定してもよいが、例えば以下の様に自動設定することも可能である。

制御部３５は、図８（Ｂ）に示すように、Ｃチャンネルに設定したピークの角度θａ３を挟んで両側の領域に存在するピークの対称性について判定する。

制御部３５は、例えば、許容誤差を±１０度として、−１０度≦θａ２＋θａ４≦１０度であればＳＬチャンネルとＳＲチャンネルの音声ビームの到達方向が左右対称であると判定する。同様に、制御部３５は、−１０度≦θａ１＋θａ５≦１０度であればＦＬチャンネルとＦＲチャンネルの音声ビームの到達方向が左右対称であると判定する。

図８（Ｂ）では、θａ１＋θａ５の値が許容誤差を超えている例を示している。したがって、制御部３５は、定位付加部４２に対して、仮想音源の方向を、２本の音声ビーム（Ｃチャンネルの音声ビームとＦＲチャンネルの音声ビーム）の到達方向の間に設定するように指示する。仮想音源の方向は、理想的な到達方向（例えば聴取位置から見て左右約３０度）に近い側の音声ビームと対称となるように設定することが好ましい。

図８（Ｂ）の例では、中心軸（ここではθａ３＝０度）を挟んでθａ１と対称となるθａ５’に仮想音源ＶＳＦＲの方向を設定する。他のチャンネルは、上記音源ＳＦＬ，ＳＣ，ＳＳＬ，およびＳＳＲの位置と略同じ位置に仮想音源の位置が設定される。したがって、聴者は、仮想音源ＶＳＣ，ＶＳＦＬ，ＶＳＳＬ，およびＶＳＳＲを音源ＳＣ，ＳＦＬ，ＳＳＬ，およびＳＳＲの位置と略同じ位置に知覚する。

これにより、アレイスピーカ装置２は、音声ビームによる定位感を用いながらも、壁の音響反射率等の聴取環境に依存しない頭部伝達関数による仮想音源によって、意図する方向に明瞭に音源を定位させることができる。また、図８（Ａ）および図８（Ｂ）の例では、聴取位置から見て左右対称の方向に音源が定位するため、より理想的な聴取態様となる。

次に、図９（Ａ）は、ＳＲチャンネルがＳＬチャンネルよりも前方寄りに到達する場合の例を示す図である。この場合、右側の壁と聴取位置との距離が左側の壁と聴取位置との距離よりも遠くなっている。サラウンドチャンネルは、２回反射であるため、右側の壁面が遠い場合、音源ＳＳＲは、音源ＳＳＬよりも前方寄りに知覚されることになる。上述と同様に、制御部３５は、例えば、許容誤差を±１０度として、−１０度≦θａ２＋θａ４≦１０度であるか否かを判断する。図９（Ｂ）では、θａ２＋θａ４の値が許容誤差を超えている例を示している。したがって、制御部３５は、定位付加部４２に対して、仮想音源の方向を、２本の音声ビームの到達方向の間に設定するように指示する。

ここでも、仮想音源の方向は、理想的な到達方向（例えば聴取位置から見て左右約１１０度）に近い側の音声ビームと対称となるように設定することが好ましい。サラウンドチャンネルは、フロントチャンネルに比べて前方左右方向寄りに理想的な到達方向が存在するため、中心軸との角度差が大きいピーク（左右寄りに到達する音声ビーム）側に仮想音源の方向を設定する。図９（Ｂ）の例では、中心軸（ここではθａ３と）を挟んでθａ４と対称となるθａ２’に仮想音源ＶＳＳＬの方向を設定する。他のチャンネルは、上記音源ＳＦＬ，ＳＦＲ，ＳＣ，およびＳＳＲの位置と略同じ位置に仮想音源の位置が設定される。したがって、聴者は、仮想音源ＶＳＣ，ＶＳＦＲ，ＶＳＳＬ，およびＶＳＳＲを音源ＳＣ，ＳＦＲ，ＳＳＬ，およびＳＳＲの位置と略同じ位置に知覚する。

これにより、サラウンドチャンネルについても、聴取位置から見て左右対称の方向に音源が定位するため、より理想的な聴取態様となる。

特に、音源ＳＳＬおよび音源ＳＳＲは、音声ビームが壁に２度反射することにより生成されるため、フロント側のチャンネルに比べて明瞭な定位感が得られない場合がある。しかし、アレイスピーカ装置２は、ウーファ３３Ｌおよびウーファ３３Ｒにより聴者の耳に直接届く音で生成される仮想音源ＶＳＳＬおよび仮想音源ＶＳＳＲで定位感を補うことができ、より理想的な方向に明瞭に音源を定位させることができる。

次に、図１０は、ファントム音源を併用する場合のアレイスピーカ装置２Ａの構成を示すブロック図である。図２のアレイスピーカ装置２と共通する構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

アレイスピーカ装置２Ａは、ファントム処理部９０を備えた点でアレイスピーカ装置２と異なる。ファントム処理部９０は、フィルタ処理部１４から入力したオーディオ信号のうち、各チャンネルのオーディオ信号を、自身のチャンネルおよび他チャンネルに分配することにより、特定のチャンネルをファントム定位させる（ファントム音源を生成する）ものである。

図１１（Ａ）は、ファントム処理部９０の構成を示すブロック図である。図１１（Ｂ）は、指定角度とゲイン比率との対応付けテーブルを示す図である。図１１（Ｃ）は、指定角度とフィルタ係数（定位付加部４２が付与する頭部伝達関数）との対応付けテーブルを示す図である。ファントム処理部９０は、ゲイン調整部９５ＦＬ、ゲイン調整部９６ＦＬ、ゲイン調整部９５ＦＲ、ゲイン調整部９６ＦＲ、ゲイン調整部９５ＳＬ、ゲイン調整部９６ＳＬ、ゲイン調整部９５ＳＲ、ゲイン調整部９６ＳＲ、加算部９００、加算部９０１、および加算部９０２を備えている。

ゲイン調整部９５ＦＬおよびゲイン調整部９６ＦＬには、ＦＬチャンネルのオーディオ信号が入力される。ゲイン調整部９５ＦＲおよびゲイン調整部９６ＦＲには、ＦＲチャンネルのオーディオ信号が入力される。ゲイン調整部９５ＳＬおよびゲイン調整部９６ＳＬには、ＳＬチャンネルのオーディオ信号が入力される。ゲイン調整部９５ＳＲおよびゲイン調整部９６ＳＲには、ＳＲチャンネルのオーディオ信号が入力される。

ＦＬチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部９５ＦＬおよびゲイン調整部９６ＦＬでゲイン比率が調整され、それぞれ加算部９０１および加算部９００に入力される。ＦＲチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部９５ＦＲおよびゲイン調整部９６ＦＲでゲイン比率が調整され、それぞれ加算部９０２および加算部９００に入力される。ＳＬチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部９５ＳＬおよびゲイン調整部９６ＳＬでゲイン比率が調整され、それぞれビーム化処理部２０および加算部９０１に入力される。ＳＲチャンネルのオーディオ信号は、ゲイン調整部９５ＳＲおよびゲイン調整部９６ＳＲでゲイン比率が調整され、それぞれビーム化処理部２０および加算部９０２に入力される。

各ゲイン調整部のゲインは、制御部３５により設定される。制御部３５は、図１１（Ｂ）に示すように、メモリ（不図示）に記憶されている対応付けテーブルを読み出し、指定された角度に対応付けられているゲイン比率を読み出す。この例では、制御部３５は、聴取位置の右前方から到達するＦＲチャンネルの音声ビームと、聴取位置の前方から到達するＣチャンネルの音声ビームと、のゲイン比率を制御することで、ＦＲチャンネルのファントム音源の方向を制御する。

図１２を参照して、ファントム音源と仮想音源を併用する例について説明する。この例では、ＦＲチャンネルの音声ビームの到達方向θａ５が８０度（聴取位置から見て右８０度）であった場合において、指定角度が４０度（聴取位置から見て右４０度）の方向にＦＲチャンネルのファントム音源を定位させる場合を説明する。

制御部３５は、指定角度が４０度であり、ＦＲチャンネルの音声ビームの到達方向θａ５（ＦＲ角度）が８０度、Ｃチャンネルの音声ビームの到達方向θａ３（Ｃ角度）が０度であるため、ゲイン比率１００＊（４０／８０）＝５０に対応するゲイン調整部９５ＦＲおよびゲイン調整部９６ＦＲのゲインを読み出す。この場合、制御部３５は、ゲイン調整部９５ＦＲのゲインを０．５、ゲイン調整部９６ＦＲのゲインを０．５に設定する。これにより、図１２に示すように、ＦＲチャンネルの音声ビームと、聴取位置の前方から到達するＣチャンネルの音声ビームと、の間の右４０度の方向にファントム音源を定位させることができる。なお、ここでは、ゲイン調整部９５ＦＲのゲイン（０．５）＋ゲイン調整部９６ＦＲのゲイン（０．５）＝１．０となるように（ゲインが一定となるように）ゲイン比率を設定する例を示したが、パワーが一定になるようにゲインを設定してもよい。この例では、ゲイン調整部９５ＦＲのゲインおよびゲイン調整部９６ＦＲのゲインは−３ｄＢ（約０．７０７）となる。

そして、制御部３５は、指定角度である４０度の方向に仮想音源が定位するフィルタ係数を図１１（Ｃ）に示すテーブルから読み出し、定位付加部４２に設定する。これにより、ファントム音源ＳＦＲと同じ方向に仮想音源ＶＳＦＲが定位する。

なお、指定角度は、聴者がユーザＩ／Ｆ３６を介して手動で入力することも可能であるが、上述したテスト音声ビームの測定結果を用いて自動設定することも可能である。例えば、ＦＬチャンネルの音声ビームの到達方向θａ１が−６０度（聴取位置から見て左６０度）であり、ＦＬチャンネルの音声ビームの到達方向と対称の方向にＦＲチャンネルのファントム音源を定位させる場合、指定角度が右６０度となる。この場合、ＦＲ角度が８０度、Ｃ角度が０度であれば、ゲイン比率１００＊（６０／８０）＝７５に対応するゲイン調整部９５ＦＲおよびゲイン調整部９６ＦＲのゲインを読み出す。したがって、制御部３５は、ゲイン調整部９５ＦＲのゲインを０．７５、ゲイン調整部９６ＦＲのゲインを０．２５に設定する。

このようにして、アレイスピーカ装置２Ａは、音声ビームによるファントム音源の定位感を壁の音響反射率等の聴取環境に依存しない頭部伝達関数による仮想音源によって補い、より明瞭にファントム音源を定位させることができる。

特に、サラウンドチャンネルは、音声ビーム同士（例えばＦＬチャンネルの音声ビームおよびＳＬチャンネルの音声ビーム）を用いてファントム音源を定位させるため、フロント側のチャンネルをファントム音源として定位させる場合に比べて明瞭な定位感が得られない場合がある。しかし、アレイスピーカ装置２Ａは、ウーファ３３Ｌおよびウーファ３３Ｒにより聴者の耳に直接届く音で生成される仮想音源ＶＳＳＬおよび仮想音源ＶＳＳＲで定位感を補うことができ、より明瞭にファントム音源を定位させることができる。

なお、アレイスピーカ装置２Ａは、さらに多数チャンネルのオーディオ信号を、少ない音声ビームで定位させる場合に好適である。図１３は、７．１チャンネルのオーディオ信号を５本の音声ビームで定位させる例を示す図である。７．１チャンネルサラウンドは、５．１チャンネルサラウンド（Ｃ、ＦＬ、ＦＲ、ＳＬ、ＳＲ、ＬＦＥ）に加えて、聴者の後方から再生させる２チャンネル（ＳＢＬ、ＳＢＲ）が含まれている。この例では、アレイスピーカ装置２Ａは、ＳＢＬチャンネルを部屋Ｒの左後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームに設定し、ＳＢＲチャンネルを部屋Ｒの右左後方の壁の位置に焦点を結ぶ音声ビームに設定する。

また、アレイスピーカ装置２Ａは、ＳＢＬチャンネルおよびＦＬチャンネルの音声ビームを用いて、その間の位置（聴取位置の左−９０度）にＳＬチャンネルのファントム音源ＳＳＬを設定する。同様に、ＳＢＲチャンネルおよびＦＲチャンネルの音声ビームを用いて、その間の位置（聴取位置の右９０度）にＳＲチャンネルのファントム音源ＳＳＲを設定する。

そして、アレイスピーカ装置２Ａは、ファントム音源ＳＳＬの位置に仮想音源ＶＳＳＬを設定し、ファントム音源ＳＳＲの位置に仮想音源ＶＳＳＲを設定する。

このように、少ない音声ビームで多数のチャンネルを定位させる場合でも、アレイスピーカ装置２Ａは、ウーファ３３Ｌおよびウーファ３３Ｒにより聴者の耳に直接届く音で生成される仮想音源で定位感を補うことができ、より明瞭に多数のチャンネルを定位させることができる。

次に、図１４（Ａ）は、変形例に係るアレイスピーカ装置２Ｂを示す図である。アレイスピーカ装置２と重複する構成の説明は省略する。

アレイスピーカ装置２Ｂは、ウーファ３３Ｌおよびウーファ３３Ｒから出力する音をそれぞれスピーカユニット２１Ａおよびスピーカユニット２１Ｐから出力する点において、アレイスピーカ装置２と相違する。

アレイスピーカ装置２Ｂは、仮想音源を知覚させる音をスピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐのうち、両端のスピーカユニット２１Ａおよびスピーカユニット２１Ｐから出力する。

スピーカユニット２１Ａおよびスピーカユニット２１Ｐは、アレイスピーカにおける最も端部に配置されたスピーカユニットであり、聴者から見てそれぞれ最も左側および右側に配置されている。したがって、スピーカユニット２１Ａおよびスピーカユニット２１Ｐは、それぞれＬチャンネルおよびＲチャンネルの音を出力する場合に好適であり、仮想音源を知覚させる音を出力するスピーカユニットとして好適である。

また、アレイスピーカ装置２は、一つの筐体にスピーカユニット２１Ａ〜２１Ｐ、ウーファ３３Ｌおよびウーファ３３Ｒを全て備える必要はない。例えば、図１４（Ｂ）に示すスピーカセット２Ｃのように、各スピーカユニットを個別の筐体に設けて、各筐体を並べて配置する態様であってもよい。

１…ＡＶシステム
２…アレイスピーカ装置
２Ａ…アレイスピーカ装置
２Ａ…スピーカ装置
３…サブウーファ
４…テレビ
７…マイク
１０…デコーダ
１１…入力部
１４，１５…フィルタ処理部
２０…ビーム化処理部
３２…加算処理部
３３Ｌ，３３Ｒ…ウーファ
３５…制御部
３６…ユーザＩ／Ｆ
４０…バーチャル処理部

Claims (4)

1. 複数チャンネルのオーディオ信号が入力される入力部と、
   複数のスピーカと、
   前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号をそれぞれ遅延して前記複数のスピーカに分配することにより、前記複数のスピーカに音声ビームを出力させる指向性制御部と、
   前記入力部に入力された複数チャンネルのオーディオ信号にそれぞれ頭部伝達関数に基づくフィルタ処理を行って前記複数のスピーカに入力する定位付加部と、
   を備えたスピーカ装置であって、
   前記定位付加部は、聴取位置から見て、複数の音声ビームの到達方向の間に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とするスピーカ装置。
2. 同一チャンネルのオーディオ信号を複数の音声ビームに出力させ、ファントム音源を定位させるファントム処理部と、
   前記定位付加部は、前記ファントム音源の定位方向に対応する方向に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とする請求項１に記載のスピーカ装置。
3. 前記定位付加部は、前記音声ビームのうち、少なくとも１つの到達方向に対し、前記聴取位置を中心軸として左右対称となる方向に、前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスピーカ装置。
4. 聴取位置に設置されるマイクと、
   前記指向性制御部にテスト信号を入力して前記複数のスピーカにテスト音声ビームを出力させ、当該テスト音声ビームが前記マイクに入力されるレベルを測定する検出手段と、
   前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて音声ビームの出力角度を設定するビーム角度設定手段と、をさらに備え、
   前記定位付加部は、前記検出手段が測定したレベルのピークに基づいて前記頭部伝達関数に基づく仮想音源の方向を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスピーカ装置。

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