JP3422281B2

JP3422281B2 - 指向性拡声装置

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Publication number: JP3422281B2
Application number: JP10180599A
Authority: JP
Inventors: 克彦増田; 理孔佐原
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2003-06-30
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: JP2000295686A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、指向性拡声装
置、より詳細には、一対のスピーカに対して異なる領域
において異なる信号源の音を聴取することができる指向
性拡声装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、同一空間の異なる領域で、異なる
音を同時に聴き取れるようにするための装置として、ス
ピーカから放射される音の指向性を２以上の所望の方向
に制御するようにしたものがあった。例えば、特開平６
−２０５４９６号公報（「スピーカ装置」）には、図１
（１）に示されるように、複数のスピーカを直線状に配
置したアレイスピーカ（ＡＳ）に供給する各入力信号
（ＩＮ１，ＩＮ２）をディジタルフィルタ（ＤＦ１〜
ｍ）により、遅延時間等を異ならせるディジタル信号処
理を個別に施し、これによって、アレイスピーカ（Ａ
Ｓ）から放音される各入力信号音の指向性（Ｄ１，Ｄ
２）を制御する技術が記載されているが、この技術で
は、装置が大規模になるという欠点がある。

【０００３】また、特開平５−３４４５７９号公報
（「スピーカシステムおよびそのスピーカシステムを用
いたテレビジョン受像機」）には、図１（２）に示され
るように、２つのスピーカユニット（ＳＵ）のスピーカ
振動板から放射される音波を導く音響管（ＳＴ）に音響
仕切板（ＰＰ）及び吸音性パネル（ＡＰ）を設けて、構
造的に任意の方向へスピーカの指向性を持たせる技術が
記載されているが、この技術では、抑圧比効果が小さ
く、指向方向の切換えが容易でないという欠点を有して
いる。

【０００４】また、特開平５−３３３８７８号公報
（「クロストーク音制御装置」）には、２つのステレオ
用スピーカからなる複数対のスピーカシステムを並設し
て各対毎に異なる音を聴取する際に、ディジタル信号処
理による隣接スピーカシステム間で打消し音を合成する
ことにより、クロストーク音を低減し、各対毎の領域で
所望の音だけを聞くことができるようにする技術が記載
されているが、この技術では、打ち消す領域（体積）が
小さいという欠点がある。

【０００５】これに対して、本発明者等は、近接配置さ
れた２つのスピーカから放射される所定音波成分を、デ
ィジタル信号処理により打ち消すことによって、同じ空
間の異なる領域にいる２人（あるいは２つのグループ）
の聴取者が別々の音源の音を同時に聴き取れるようにし
たスピーカー装置を特願平１０−３９３７８号により提
案した（以下、この提案を「前記提案」という。）が、
このスピーカー装置では、クロストークが低減される方
向が固定しており、別個の音源の音を聴取することがで
きる位置が限定されてしまうという欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な不都合に鑑み、一対のスピーカからの放射音を聴取す
る空間において、或る領域ではスピーカからの放射音を
聴きにくくしたり、或いは、異なる領域で、それぞれ、
異なる音源の音を同時に聴き取ることができるようにす
るとともに、このような聴き取りにくい領域や個別的に
聴取可能な領域を任意に変更することができるように、
指向性を更に向上させた指向性拡声装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の１つの特徴に
従うと、音響信号の周波数領域の音波の８分の１波長〜
１波長の間隔で配置され、当該音響信号成分を含む音波
を放射する第１及び第２のスピーカ（６ａ，６ｂ）と、
音響信号源（１ｂ又は１ａ）と一方のスピーカ（６ａ又
は６ｂ）との間にそれぞれ介挿され、両スピーカに対す
る聴取空間内において、両スピーカから放射される音波
を音波同士の干渉によって打ち消すためのフィルタ（３
ａ又は３ｂ）と、音波が打ち消される位置を変えるため
にフィルタのフィルタ係数を変更するフィルタ係数変更
手段（１〜ｍ又は１〜ｎ）とを具備する指向性拡声装置
が提供される。

【０００８】また、この発明の他の特徴に従うと、第１
及び第２音響信号の周波数領域の音波の８分の１波長〜
１波長の間隔で配置され、第１及び第２音響信号成分を
含む音波を放射する第１及び第２スピーカ（１ａ，１
ｂ）と、第２及び第１音響信号源（１ｂ，１ａ）と第１
及び第２スピーカとの間にそれぞれ介挿され、両スピー
カに対する聴取空間内の異なる領域において、それぞ
れ、両スピーカから放射される音波中の第１及び第２音
響信号成分を音波同士の干渉によって打ち消すための第
１及び第２フィルタ（３ａ，３ｂ）と、各領域で第２及
び第１音響信号成分がそれぞれ打ち消される位置を変え
るために各フィルタのフィルタ係数をそれぞれ変更する
第１及び第２フィルタ係数変更手段（１〜ｍ，１〜ｎ）
とを具備する指向性拡声装置が提供される。

【０００９】〔作用〕この発明の１つの特徴によると、
制御される周波数領域の音波の８分の１波長〜１波長の
間隔を介して２つのスピーカを近接配置し、この周波数
領域にある音響信号の音波を放射させる。音響信号源と
一方のスピーカとの間にはディジタルフィルタが介挿さ
れ、両スピーカの聴取空間の或る領域において、両スピ
ーカから放射される音波が音波同士の干渉によって打ち
消されるようにする。そして、このディジタルフィルタ
の係数をフィルタ係数変更手段により変更することによ
って、音波の打消しが達成される領域（位置、方向）を
任意に制御することができる。

【００１０】この発明の他の特徴によると、制御される
周波数領域の音波の８分の１波長〜１波長の間隔を介し
て２つのスピーカを近接配置し、主としてこの周波数領
域にあり、夫々、内容種別の異なる、つまり、相関のな
い第１及び第２音響信号成分を含む音波を両スピーカか
ら放射させる。第２及び第１音響信号源と第１及び第２
スピーカとの間には、それぞれ、第１及び第２ディジタ
ルフィルタが介挿され、両スピーカの聴取空間内の異な
る領域において、それぞれ、各スピーカから放射される
音波の第２又は第１音響信号成分が音波同士の干渉によ
って打ち消されるようにする。そして、両ディジタルフ
ィルタの係数を切りかえることにより、打消しが達成さ
れる位置を各領域毎に任意に変更することができる。

【００１１】この発明では、このように、ディジタルフ
ィルタの係数を変更することによって、打消しが達成さ
れる位置、特に、スピーカに対する方向を任意に制御す
ることができるので、装置を小型化しているにも拘わら
ず、任意の指向性効果を得ることができ、消音の方向や
位置を容易に切り換えることが可能になる。従って、聴
取空間において、或る領域ではスピーカからの放射音を
聴きにくくしたり、或いは、異なる領域で、それぞれ、
異なる音源の音を同時に別々に聴き取ることができる。
また、さらに、このような聴き取りにくい領域や個別的
に聴取可能な領域を任意に変更することが可能となる。
また、実験によれば、抑圧比を１５ｄＢ以上取ることが
でき、０．５〜１ｍ四方の広いエリアにおいて良好な指
向性効果を得ることができることが確認された。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の好適な実施例について詳述する。なお、以下の実施
例は、単なる一例であって、この発明の精神を逸脱しな
い範囲で種々の変更が可能である。

【００１３】〔システム構成〕図２を参照すると、ここ
には、この発明の一実施例による指向性拡声装置の構成
を表わすブロック図が示されている。この例では、指向
性拡声装置は、２つの異なる第１及び第２音響信号Ｓ
ａ，Ｓｂを生成する音源１ａ，１ｂを備え、音源１ａ，
１ｂから出力される音響信号Ｓａ，Ｓｂは、それぞれ、
遅延器２ａ，２ｂに供給されるとともに、第２及び第１
ディジタルフィルタ３ｂ，３ａに供給される。

【００１４】ここで、第１及び第２ディジタルフィルタ
３ａ，３ｂは、それぞれ、フィルタ係数値が異なる複数
のディジタルフィルタ要素（ＤｉｇｉｔａｌＦｉｌｔ
ｅｒ１〜ｍ，ＤｉｇｉｔａｌＦｉｌｔｅｒ１〜
ｎ）、及び、これらフィルタ要素を回路に切換え挿入す
るためのスイッチ要素３ａｓ，３ｂｓにより構成され
る。遅延器２ａ，２ｂは、それぞれ、ディジタルフィル
タ３ａ，３ｂにおける信号処理時間とほぼ等しい時間だ
け、音響信号Ｓａ，Ｓｂを遅延するように構成される。

【００１５】遅延器２ａ及び第１ディジタルフィルタ３
ａの出力信号は加算器４ａに入力され、遅延器２ｂ及び
第２ディジタルフィルタ３ｂの出力信号は加算器４ｂに
入力される。そして、各加算器４ａ，４ｂの加算出力信
号は、それぞれ、増幅器５ａ，５ｂで増幅された後、第
１及び第２スピーカ６ａ，６ｂに入力される。両スピー
カ６ａ，６ｂは、第１及び第２音響信号Ｓａ，Ｓｂの主
たる周波数領域の音波の８分の１波長〜１波長の間隔
（ｄ０）をおいて配置され、それぞれ、増幅器５ａ，５
ｂから入力される信号を音波として放射する。

【００１６】この発明の一実施例においては、第１及び
第２ディジタルフィルタ３ａ，３ｂは、両スピーカ６
ａ，６ｂに対する空間内の異なる領域において、それぞ
れ、両スピーカ６ａ，６ｂから放射される音波の第１及
び第２音響信号成分を音波同士の干渉によって打ち消す
機能を有し、第１及び第２ディジタルフィルタ３ａ，３
ｂのフィルタ係数は、スイッチ要素３ａｓ，３ｂｓによ
りディジタルフィルタ要素（１〜ｍ，１〜ｎ）を回路に
切換え挿入することにより変更され、これにより、打ち
消される領域を変えることができるようになっている。
以下、これを具体的に説明する。

【００１７】今、両スピーカ６ａ，６ｂに対する音響聴
取空間において、図２のように或る一点Ｐａを考え、こ
の点Ｐａで聴取される音は、第１及び第２スピーカ６
ａ、６ｂから放音される音響による音圧を線形的に重ね
合わせたものになる。従って、当該聴取点Ｐａでの音圧
Ａ（ω）は、音源１ａから出力される第１音響信号Ｓａ
の電圧をＸ（ω）、音源１ｂから出力される第２音響信
号Ｓｂの電圧をＹ（ω）とする（ωは音波信号の角周波
数）と、次式（１）で表わすことができる：Ａ＝（αＸ＋βＹ）＋（γＸ＋δＹ） …（１）ここで、αは、回路要素１ａ→２ａ→４ａ→５ａ→６ａ
及び空間６ａ→Ｐａを経路とする要素１ａ〜６ａ〜Ｐａ
間の伝達関数、βは、回路要素１ｂ→３ａ→４ａ→５ａ
→６ａ及び空間６ａ→Ｐａを経路とする要素１ｂ〜６ａ
〜Ｐａ間の伝達関数、γは、回路要素１ａ→３ｂ→４ｂ
→５ｂ→６ｂ及び空間６ｂ→Ｐａを経路とする１ａ〜６
ｂ〜Ｐａ間の伝達関数 δは、回路要素１ｂ→２ａ→４ａ→５ｂ→６ｂ及び空間
６ｂ→Ｐａを経路とする１ｂ〜６ｂ〜Ｐａ間の伝達関数
である。

【００１８】すなわち、右辺第１項は、第１スピーカ６
ａから放射されて領域７ａ内の一点Ｐａで聴取される音
を表わし、右辺第２項は、第２スピーカから放射されて
同点Ｐａで聴取される音を表わしている。第２ディジタ
ルフィルタ３ｂのディジタル係数を調整して係数βを変
化させβ＝−δを成立させると、式（１）は式（２）が
得られ、第２音響信号電圧Ｙを含む項を消去することが
できる。Ａ＝αＸ＋γＸ＝（α＋γ）Ｘ …（２）

【００１９】この意味は、聴取点Ｐａにおいては、音源
１ａからの第１音響信号Ｓａ（信号電圧Ｘ）に由来する
音（以下、「第１音響信号成分」という。）のみが聴取
され、音源１ｂからの第２音響信号Ｓｂ（信号電圧Ｙ）
に由来するクロストーク音〔（β＋δ）Ｙ〕は聞こえな
いことを示す。

【００２０】また、同様の操作を、点Ｐａの両スピーカ
６ａ，６ｂ間の中心線に関し対象的な他の一点Ｐｂにつ
いて、第１ディジタルフィルタ３ａのフィルタに対して
も、α＝−γの調整を行うことにより、当該聴取点Ｐｂ
では、音源１ｂからの第２音響信号Ｓｂ（信号電圧Ｙ）
に由来する音（以下、「第２音響信号成分」という。）
のみが聴取され、音源１ａからの第１音響信号Ｓａ（信
号電圧Ｘ）に由来するクロストーク音〔（α＋γ）Ｘ〕
を聞こえないようにすることができる。ここまでの動作
は、前掲した特開平５−３３３８７８号公報によるもの
と、原理的な考え方では類似しているといえよう。

【００２１】このような構成でディジタルフィルタ３
ｂ，３ａによって、β＝−δ或いはα＝−γを成立させ
得るのは聴取空間内のただ１点であり、その１点（以
下、「打消しポイント」という。）においてクロストー
クはゼロとなる。また、打消しポイントの周囲には、そ
れに準ずるクロストークの少ない領域が生じる。

【００２２】例えば、第２ディジタルフィルタ３ｂのフ
ィルタ係数を調整してβ＝−δを成立させることにより
聴取点Ｐａにおけるクロストークをゼロとした場合に
は、図２でハッチングした領域Ａにおいて、クロストー
クが低減され、また、第１ディジタルフィルタ３ａのフ
ィルタ係数の調整により聴取点Ｐｂにおけるクロストー
クをゼロとした場合には、これと対象的な領域Ｂにおい
てクロストークが低減される。これは、次に説明するよ
うに、本発明者等によって解明されたものであり、この
現象を利用した発明は前記提案において詳しく説明され
ている。

【００２３】一般に、拡散音場でスピーカ同士が十分に
離れて設置されている場合、クロストークが−１０ｄＢ
となるような空間は、ほぼ円形をなし、制御帯域の音波
の波長の１０分の１程度の大きさになるといわれている
（例えば、“A. David and S．J．Elliot 1993 applied
acoustics 41, 63-79. Numerical studies of activel
y generated quiete zones”を参照。）。また、逆に、
音源スピーカ同士を制御周波数の音波の波長の８分の１
以下に近づけると、クロストークが−１０ｄＢ以下とな
る領域は、２つのスピーカ両方の前方に広がってしま
い、２チャンネル構成の場合はクロストーク低減の領域
が重なり合ってしまうことが分かった。

【００２４】図３は、図２のようにスピーカを並置した
システムにおいて、放射される音の波長をλとしたと
き、スピーカ間隔を変化させた場合にクロストークが−
１０ｄＢとなる領域をハッチングで示した模式図であ
り、クロストーク低減領域は、所定の波長λに対してス
ピーカ間隔の関数として図３（１）〜図３（３）のよう
に変化する。スピーカ同士を十分に離して“スピーカ間
隔ｄ１＞波長λ”の関係にした場合は、図３（１）に示
すように、ほぼ円形の小領域でクロストークが低減され
る。また、両スピーカを接近させて“スピーカ間隔ｄ２
＞（１／８）×波長λ”の関係にした場合は、クロスト
ーク低減領域は大きく拡大されるが、第１及び第２音響
信号成分についてのクロストーク低減領域が互いに重な
り合ってしまう。

【００２５】しかしながら、この発明のようにスピーカ
間隔ｄ０を（１／８）×λ ＜ｄ０＜ λ …（３）とした場合には、各音響信号成分のクロストーク低減領
域は、独立しており而も大きな体積のものとなる。この
ことは、既に前記提案で説明したところである。

【００２６】本発明者等はさらに検討を重ねたところ、
図３（２）に示されるような条件の場合、良好にクロス
トークが低減することができる領域は、第１及び第２デ
ィジタルフィルタ３ａ，３ｂのフィルタ係数を変化させ
ることにより、図４に示されるように、任意の方向性を
与えることができることが分かった。つまり、第１及び
第２スピーカ６ａ，６ｂからのクロストーク低減領域の
主たる方向は、ディジタルフィルタ３ａ，３ｂのフィル
タ係数の変化に応じて図４のように変化する。

【００２７】この発明の実施例によると、例えば、図４
に示すように、第１ディジタルフィルタ３ａにより第２
音響信号成分を打ち消す場合、〔Ａ〕第１ディジタルフ
ィルタ要素（１）を使用すると、点線で囲まれるクロス
トーク低減領域Ｌａ１を得ることができ、〔Ｂ〕第２デ
ィジタルフィルタ要素（２）を使用すると、実線で囲ま
れるクロストーク低減領域Ｌａ２を得ることができ、
〔Ｃ〕第ｍディジタルフィルタ要素（ｍ）を使用する
と、一点鎖線で囲まれるクロストーク低減領域Ｌａｍを
得ることができる。

【００２８】また、第２ディジタルフィルタ３ｂにより
第１音響信号成分を打ち消す場合には、同様に、第１デ
ィジタルフィルタ要素（１）の使用によりクロストーク
低減領域Ｌｂ１（点線）が、第２ディジタルフィルタ要
素（２）の使用によりクロストーク低減領域Ｌｂ２（実
線）が、また、第ｎディジタルフィルタ要素（ｎ）の使
用によりクロストーク低減領域Ｌｂｎ（一点鎖線）が得
られる。

【００２９】ここで、クロストーク低減領域の主たる方
向は、両スピーカ６ａ，６ｂの中点Ｏから打消しポイン
トＰａへの方向と考えることができ、聴取空間において
スピーカ中点Ｏを通る中心線ＣＬに対して所定の角度θ
をなす。図４においては、例えば、前述の〔Ａ〕〜
〔Ｃ〕における各クロストーク低減領域Ｌａ１，Ｌａ
２，Ｌａｍの方向は、矢印（点線、実線、一点鎖線）で
表わされ、〔Ｂ〕のクロストーク低減領域Ｌａ２につい
ては、主たる方向、つまり、スピーカ中心Ｏから領域Ｌ
ａ２の打消しポイントＰａ２に向かう方向が、中心線Ｃ
Ｌに対して角度θ２をなすことが示されている。

【００３０】この発明の要点は、このように、第１及び
第２ディジタルフィルタ３ａ，３ｂのフィルタ係数を、
例えば、複数のディジタルフィルタ要素（１〜ｍ，１〜
ｎ）をスイッチ要素３ａｓ，３ｂｓにより回路に切換え
挿入することで、任意に変更することによって、クロス
トーク低減領域（方向乃至位置）を任意可変に設定する
ことにある。なお、図２のように段階的な手法でなく、
各ディジタルフィルタ３ａ，３ｂのフィルタ係数を連続
的に変えることにより、クロストーク低減領域（方向乃
至位置）を連続的に可変することも可能である。

【００３１】この発明の実施例によると、例えば、図４
に示すように、第１ディジタルフィルタ３ａについて、
第１ディジタルフィルタ要素（１）を使用した場合はク
ロストーク低減領域がＬａ１となり、第２ディジタルフ
ィルタ要素（２）を使用した場合はクロストーク低減領
域がＬａ２となり、第ｍディジタルフィルタ要素（ｍ）
を使用した場合はクロストーク低減領域がＬａｍとな
る。また、第２ディジタルフィルタ３ａについては、第
１ディジタルフィルタ要素（１）を使用した場合はクロ
ストーク低減領域がＬｂ１となり、第２ディジタルフィ
ルタ要素（２）を使用した場合はクロストーク低減領域
がＬｂ２となり、第ｎディジタルフィルタ要素（ｎ）を
使用した場合はクロストーク低減領域がＬｂｎとなる。

【００３２】従って、第１ディジタルフィルタ３ａのフ
ィルタ係数調整により得られる第２音響信号成分のクロ
ストーク低減領域Ｌａ１〜Ｌａｍは、第１音響信号成分
の音のみを聴取することができる第１音響信号成分音の
聴取領域となり、第２ディジタルフィルタ３ｂのフィル
タ係数調整により得られる第１音響信号成分のクロスト
ーク低減領域Ｌｂ１〜Ｌｂｎでは、第２音響信号成分の
音のみを聴取することができる第２音響信号成分音の聴
取領域となる。このため、両ディジタルフィルタ３ａ，
３ｂのフィルタ係数調整によって、各聴取領域Ｌａ１〜
Ｌａｍ，Ｌｂ１〜Ｌｂｎにおいて、聴取者は、別々の音
響信号源１ａ，１ｂからのそれぞれの音を聴き取ること
ができ、また、このような聴取可能な領域を任意に変更
することができる。

【００３３】上述のように方向性を有する低減領域Ｌａ
１〜Ｌａｍ，Ｌｂ１〜Ｌｂｎを任意に得るために、第１
及び第２ディジタルフィルタ３ａ、３ｂ内のディジタル
フィルタ要素（１〜ｍ，１〜ｎ）のフィルタ係数は、例
えば、図２に示されるシステムを、実際に適用する聴取
空間或いは適用聴取空間に類似する模擬空間を用いて実
験或いはシミュレーションを行い、その結果に基づいて
予め調整される。そして、各ディジタルフィルタ要素
（１〜ｍ，１〜ｎ）に設定する各フィルタ係数は、各フ
ィルタ係数で得られるクロストーク低減領域に対応する
所定の聴取領域名〔又は、当該領域の方向（θ等）〕に
対応させてテーブル化しておき、システム内のメモリ
（図示せず）等に格納される。

【００３４】なお、前述した任意方向の聴取領域を設定
するために所定の伝達関数を得るためのディジタルフィ
ルタ要素（１〜ｍ，１〜ｎ）は、当業者によく知られた
ＦＩＲ（有限インパルス応答）フィルタやＩＩＲ（無限
インパルス応答）フィルタなどによって構成することが
できる。また、図２のように段階的な手法でなく、各デ
ィジタルフィルタ３ａ，３ｂのフィルタ係数を連続的に
変えることにより、クロストーク低減領域（方向乃至位
置）を連続的に可変することも可能である。

【００３５】図５は、図２に示したシステムのスピーカ
部の他の一例を示す図であり、図２の各スピーカ６ａ，
６ｂを、それぞれ、低音用スピーカ６ａ１，６ｂ１及び
高音用スピーカ６ａ２，６ｂ２に分離し、各増幅器５
ａ，５ｂとの間に設けたクロスオーバネットワーク８
ａ，８ｂにより、各増幅器出力を周波数に応じて低音用
スピーカ６ａ１，６ｂ１及び高音用スピーカ６ａ２，６
ｂ２に分配するようにしたものである。

【００３６】各スピーカ６ａ１，６ａ２，６ｂ２、６ｂ
１はこの順序で直線状に配置され、例えば、外側に配置
される低音用スピーカ６ａ１，６ｂ１の中心間の間隔は
４０ｃｍ、内側に配置される高音用スピーカ６ａ２，６
ｂ２の中心間の間隔は５ｃｍとしている。このようなス
ピーカ配置によって、内側の高音用スピーカ６ａ２，６
ｂ２は８５０〜６８００Ｈｚの帯域で、また、外側の低
音用スピーカ６ａ１，６ｂ１の２つは１０６〜８５０Ｈ
ｚの帯域で、良好な指向性が得られる。従って、図５の
高低音分離のスピーカ構成によって、１１０〜６８００
Ｈｚの広帯域で所望のエリアでのクロストーク低減が得
られる。

【００３７】この発明の指向性拡声装置では、スピーカ
の配置間隔を上記の条件にすることで、実用に十分なク
ロストークの抑圧比を得ることができるので、基本的に
はマイクロフォン等のセンサーを組み合わせて、ディジ
タルフィルタの係数をフィードバック制御する等の構成
を使用する必要がない。したがって、構成を簡易にする
ことができる。

【００３８】なお、上述した実施形態では、マイクロフ
ォン等のセンサーを使用せずにあらかじめディジタルフ
ィルタの係数を用意しておくことでクロストークを低減
させることとしたが、マイクロフォン等を用いるととも
に、ディジタルフィルタを周知の適応形フィルタ等によ
って構成することも可能である。また、スピーカの構成
は、図１および図３に示したように低音用と高音用に各
１組のスピーカを設けるものに限らず、図１のクロスオ
ーバーネットワーク８ａ，８ｂの構成を変更することに
より、１組のみのスピーカとしたり、３組以上のスピー
カーを用いることも可能である。

【００３９】この発明による指向性拡声装置は、例え
ば、同一室内にいて、テレビジョン放送やラジオ放送な
どの音量が周囲より小さい領域を、任意の方向乃至位置
に意識的に作り出すことができる。テレビジョンの音声
多重放送の受信機のスピーカとして用いることができ、
テレビジョンの音声多重放送の主・副チャンネルを２人
（あるいは２グループ）同時に別々の音声で楽しめるこ
とが可能な領域を、任意の方向乃至位置に意識的に作り
出すことができる。また、テレビジョンやラジオ等の放
送に限らず、屋内等において、或る領域で音量を小さく
領域を作り出したり、或いは、２つのエリアに異なった
放送をする場合の種々の指向性拡声システムに用いるこ
とができる。

【００４０】〔発明の効果〕以上説明したように、この
発明の１つの特徴によれば、制御される周波数領域の音
波の８分の１波長〜１波長の間隔を介して２つのスピー
カを近接配置し、この周波数領域にある音響信号の音波
を放射させ、音響信号源と一方のスピーカとの間に介挿
されたディジタルフィルタにより、両スピーカの聴取空
間の或る領域において、両スピーカから放射される音波
が音波同士の干渉によって打ち消され、この音波の打消
しが達成される領域（位置、方向）は、ディジタルフィ
ルタの係数をフィルタ係数変更手段により変更すること
によって任意に制御することができる。

【００４１】また、この発明の他の特徴によれば、制御
される周波数領域の音波の８分の１波長〜１波長の間隔
を介して２つのスピーカを近接配置し、主としてこの周
波数領域にあり、夫々、内容種別の異なる、つまり、相
関のない第１及び第２音響信号成分を含む音波を両スピ
ーカから放射させ、第１及び第２音響信号源と第２及び
第１スピーカとの間に介挿される第１及び第２ディジタ
ルフィルタによって、両スピーカの聴取空間内の異なる
領域において、それぞれ、各スピーカから放射される音
波の第１又は第２音響信号成分が音波同士の干渉によっ
て打ち消され、この音波の打消しが達成される領域（位
置、方向）は、両ディジタルフィルタの係数をフィルタ
係数変更手段により変更することによって、各領域毎に
任意に変更することができる。

【００４２】従って、ディジタルフィルタ係数の変更に
よって、打消し達成領域、特に、スピーカに対する方向
を任意に制御することができるので、装置を小型化して
いるにも拘わらず、任意の指向性効果を得ることがで
き、消音の方向や位置を容易に切り換えることが可能に
なる。これにより、聴取空間において、或る領域ではス
ピーカからの放射音を聴きにくくしたり、或いは、異な
る領域で、それぞれ、異なる音源音を同時に聴取するこ
とができるようにすると共に、さらに、このような聴き
取りにくい領域や個別的に聴取可能な領域を任意に変更
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、指向性拡声装置に関する従来技術を示
す図である。

【図２】図２は、この発明の一実施例による指向性拡声
装置のシステム構成を示すブロック図である。

【図３】図３は、スピーカ間の間隔によるクロストーク
低減領域の変化を示す図である。

【図４】図４は、この発明におけるフィルタ調整による
クロストーク低減領域の任意制御性を説明するための図
である。

【図５】図５は、この発明の別の実施態様の１例を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

３ａｓ，３ｂｓスイッチ要素、６ａ，６ｂスピーカ、Ｐａ，Ｐｂ聴取点（打消しポイント）、Ａ，Ｂクロストーク低減領域、ＣＬ両スピーカの中心線、Ｐａ２或るフィルタ係数に対応して得られる打ち消し
ポイント、 θ２打ち消しポイントＰａ２の中心線ＣＬに対する角
度（クロストーク低減領域Ｌａ２の主方向を与える）、Ｌａ１〜Ｋａｍ，Ｌｂ１〜Ｌｂｎ各フィルタ係数に対
応して得られるクロストーク低減領域、６ａ１，６ｂ１低音用スピーカ、６ａ２，６ｂ２高音用スピーカ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 3/00 310 G10K 11/178 H04R 1/40 310

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】音響信号の周波数領域の音波の８分の１波
長〜１波長の間隔で配置され、当該音響信号成分を含む
音波を放射する第１及び第２のスピーカと、音響信号源と一方のスピーカとの間にそれぞれ介挿さ
れ、両スピーカに対する聴取空間内において、両スピー
カから放射される音波を音波同士の干渉によって打ち消
すためのフィルタと、音波が打ち消される位置を変えるために前記フィルタの
フィルタ係数を変更するフィルタ係数変更手段とを具備
することを特徴とする指向性拡声装置。
【請求項２】第１及び第２音響信号の周波数領域の音波
の８分の１波長〜１波長の間隔で配置され、第１及び第
２音響信号成分を含む音波を放射する第１及び第２スピ
ーカと、第１及び第２音響信号源と第２及び第１スピーカとの間
にそれぞれ介挿され、両スピーカに対する聴取空間内の
異なる領域において、それぞれ、両スピーカから放射さ
れる音波中の第１及び第２音響信号成分を音波同士の干
渉によって打ち消すための第１及び第２フィルタと、各領域で第２及び第１音響信号成分がそれぞれ打ち消さ
れる位置を変えるために、各フィルタのフィルタ係数を
それぞれ変更する第１及び第２フィルタ係数変更手段と
を具備することを特徴とする指向性拡声装置。