JP4882380B2 - スピーカシステム - Google Patents
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Description
本発明は、入力される音に応じて光を出力する技術に関する。
入力された音に応じて光を出力する装置として、例えば、特許文献１に開示された音検知器がある。この音検知器は、入力される音をマイクロホンによって電気信号に変換し、この電気信号を増幅回路によって増幅する。そして、増幅された信号の電圧と、予め定められた基準電圧とを比較し、増幅された信号の電圧が基準電圧より高い場合には、発光ダイオードを点灯させる。この音検知器の応用例としては、種々の応用例が考えられ、例えば、この音検知器を音源に設置すると、音検知器の発光を目視することにより、音の発生タイミングを知ることができる。また、複数の音源がある場合、この音検知器を各音源に対応して設置すれば、音検知器の発光を目視することにより、どの音源が音を出力したかを知ることができる。
特開平６−２４１８８２号公報
しかしながら、この場合、特許文献１に開示された音検知器は、音が入力されると単に点灯するだけとなっているため、音の発生の有無を単に目視で確認する程度の単純な利用法しかなく、より多様な利用形態や、応答の多様性をもった装置の開発が望まれていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、音の入力に応答するとともに、応答の多様性を実現することができ、また、多様な利用形態に供することができる発光応答装置を提供することにある。
上述した課題を解決するために本発明は、音を収音する収音手段と、前記収音手段で収音された音のうち所定周波数帯域に属する音のレベルを検出するレベル検出手段と、光を発する発光手段と、前記レベル検出手段が検出したレベルに基づいて前記発光手段から光を発光させる発光制御手段と、を備える複数の発光応答装置と、複数のスピーカユニットを備えるスピーカアレイであって、前記スピーカアレイは、入力されるオーディオ信号を遅延させて前記複数のスピーカユニットの各々に出力する遅延手段と、前記遅延手段における前記オーディオ信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、オーディオ信号を前記遅延手段へ出力するオーディオ信号出力手段と、前記発光手段が発した光を検知する光検知手段と、前記複数のスピーカユニットの第１スピーカユニットから音が放音されてから前記光検知手段で光が検知されるまでの第１時間と、前記複数のスピーカユニットの第２スピーカユニットから音が放音されてから前記光検知手段で光が検知されるまでの第２時間を計る計時手段と、前記計時手段で計時された時間に基づいて、前記スピーカアレイから見た前記発光応答装置の各々の方向を特定する方向特定手段とを有し、前記所定周波数帯域は、前記発光応答装置毎に異なり、前記オーディオ信号出力手段は、前記計時手段で時間を計る場合に前記所定周波数帯域に属する音のオーディオ信号を出力し、前記遅延制御手段は、前記方向特定手段で特定された方向に応じて、前記スピーカユニットへ出力するオーディオ信号毎に前記遅延量を制御することを特徴とするスピーカシステムを提供する。
この態様においては、前記遅延制御手段は、前記方向特定手段で特定された前記複数の発光応答装置の各方向へ音響ビームが出力されるように前記遅延量を制御するようににしてもよい。
本発明によれば、発光応答装置は、音の入力に応答するとともに、応答の多様性を実現することができ、また、多様な利用形態に供することができる。
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る発光応答装置１の外観図であり、図２は発光応答装置１のハードウェア構成を例示したブロック図である。図１に示したように、太陽電池１４０と、可視光を出力する発光素子１２０と、発光応答出力部１１６と、マイクロホン１１０は、発光応答装置１の筐体１０１の表面に配設されている。また、図２に示した各ブロックのうち、アンプ部１１１、ＡＧＣ部１１２、フィルタ部１１３、比較部１４、駆動部１１５、制御部１３０、および記憶部１３１は、筐体１０１内に格納されている。このように各ブロックは筐体１０１に纏められているため、発光応答装置１は数ｃｍ四方以下の小さく軽いものとなっている。なお、本実施形態においては、これらの各ブロックをまとめてＬＳＩ化し、１チップ化してもよい。また、発光応答装置１において、マイクロホン１１０が配設されている面と反対側の面には、粘着シールが貼着されており、様々なものに貼着させることが可能となっている。
図１は、本発明に係る発光応答装置１の外観図であり、図２は発光応答装置１のハードウェア構成を例示したブロック図である。図１に示したように、太陽電池１４０と、可視光を出力する発光素子１２０と、発光応答出力部１１６と、マイクロホン１１０は、発光応答装置１の筐体１０１の表面に配設されている。また、図２に示した各ブロックのうち、アンプ部１１１、ＡＧＣ部１１２、フィルタ部１１３、比較部１４、駆動部１１５、制御部１３０、および記憶部１３１は、筐体１０１内に格納されている。このように各ブロックは筐体１０１に纏められているため、発光応答装置１は数ｃｍ四方以下の小さく軽いものとなっている。なお、本実施形態においては、これらの各ブロックをまとめてＬＳＩ化し、１チップ化してもよい。また、発光応答装置１において、マイクロホン１１０が配設されている面と反対側の面には、粘着シールが貼着されており、様々なものに貼着させることが可能となっている。
制御部１３０は、例えば、ワンチップのマイクロコンピュータを備えており、記憶しているプログラムに従ってフィルタ部１１３や比較部１１４、駆動部１１５を制御する。記憶部１３１は、不揮発性メモリを備えており、フィルタ部１１３を通過させる信号の周波数帯域ｆ１を示す周波数帯域データや、比較部１１４の基準電圧を示す基準電圧データを記憶している。
太陽電池１４０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、得られた電気エネルギーを発光応答装置１の各部へ供給する。マイクロホン１１０は例えばシリコンマイクであり、音波を電気信号に変換し、当該電気信号をアンプ部１１１へ出力する。アンプ部１１１は、マイクロホン１１０から出力された電気信号を増幅し、増幅した電気信号をＡＧＣ（Auto Gain Control）部１１２へ出力する。ＡＧＣ部１１２は、アンプ部１１１から出力された電気信号の振幅のピークが一定となるように電気信号の振幅調整を行う。この振幅調整された電気信号は、フィルタ部１１３へ出力される。フィルタ部１１３は、アンプ部１１１から出力された電気信号のうち、記憶部１３１に記憶されている周波数帯域データが示す周波数帯域ｆ１に対応した電気信号を比較部１１４へ出力する。なお、フィルタ部１１３が出力する信号の周波数帯域は、制御部１３０からの制御によって可変できるようになっている。
比較部１１４は、コンパレータ回路を備えており、フィルタ部１１３から出力された電気信号と、制御部１３０から通知された基準電圧とを比較し、電気信号の電圧が基準電圧より高いか低いかを判別する。そしてフィルタ部１１３を通過した電気信号の電圧が基準電圧より高い場合には「Ｈ（Ｈｉｇｈ）」の信号を出力し、電気信号の電圧が基準電圧より低い場合には「Ｌ（Ｌｏｗ）」の信号を出力する。この二値化された電気信号は駆動部１１５に入力される。
駆動部１１５は、発光素子１２０を点灯させる駆動回路を備えている。駆動部１１５は、比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力された場合には、制御部１３０の制御の下、発光素子１２０を点灯させる。なお、発光素子１２０から出力される光は、発光素子１２０を中心にして球面状に広がっていくため広い範囲に到達する。
発光応答出力部１１６は、駆動部１１５に接続されており、駆動部１１５によって駆動されると所定周波数の電波を出力する。
発光応答出力部１１６は、駆動部１１５に接続されており、駆動部１１５によって駆動されると所定周波数の電波を出力する。
この発光応答装置１に音波が到達すると、この音波はマイクロホン１１０によって電気信号に変換される。マイクロホン１１０が生成した電気信号はアンプ部１１１により増幅された後、ＡＧＣ部１１２へ出力される。ＡＧＣ部１１２においては、入力された電気信号の振幅のピークが一定となるように振幅調整が行われる。この振幅調整された電気信号は、フィルタ部１１３へ出力される。フィルタ部１１３は電気信号が入力されると、記憶部１３１に記憶されている周波数帯域データが示す周波数帯域ｆ１に属する電気信号を比較部１１４へ出力する。
比較部１１４においては、フィルタ部１１３から出力された電気信号と、制御部１３０から予め通知されている基準電圧とが比較され、電気信号の電圧が基準電圧より高いか低いかが判別される。ここで、フィルタ部１１３から電気信号が出力されたことにより電気信号のレベルが立ち上がり、電気信号のレベルが基準電圧より高くなると、比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力される。駆動部１１５は、比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力されると、周波数帯域ｆ１に属する音波が入力されたことを報知するために、制御部１３０の制御の下、発光素子１２０を点灯させる。また、駆動部１１５は、比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力されると、発光応答出力部１１６を駆動する。発光応答出力部１１６が駆動されると、発光応答出力部１１６から所定周波数の電波が出力される。一方、駆動部１１５は、比較部１１４から「Ｌ」の信号が出力されると、発光素子１２０を消灯させる。また、比較部１１４から「Ｌ」の信号が出力されると、発光応答出力部１１６の駆動を停止する。
このように、発光応答装置１に周波数帯域ｆ１に属する音波が入力されると、所定周波数帯域ｆ１に属する音波が入力されたことを報知する光が自動的に出力される。発光応答装置１は、音の入力に対する応答信号として光を出力するので、この光を目視すれば、音の発生タイミングの観測や音の発生位置の観測等、様々な観測を行うことができる。
また、発光応答装置１に周波数帯域ｆ１に属する音波が入力されると、周波数帯域ｆ１に属する音波が入力されたことを報知する電波が自動的に出力される。発光応答装置１は、所定周波数の電波を音の入力に対する応答信号として出力するので、この電波を受信機によって検知すれば、音の発生タイミングの観測や音の発生位置の観測等、様々な観測を行うことができる。
なお、この発光応答装置１においては、発光応答出力部１１６は、電波ではなく音波を出力するようにしてもよい。また、音波を出力する場合、特定パターンの音波を出力したり、所定周波数の音波を所定の周期で一定時間出力したりするようにしてもよい。
なお、音波を出力する場合、通常のオーディオ信号であまり使用されない周波数帯域の音波を出力するのが好ましい。また、この発光応答装置１においては、フィルタ部１１３から出力される信号のレベルの大小に応じて、発光素子１２０から出力される光の光量を制御するようにしてもよい。また、この発光応答装置１においては、比較部１１４は、フィルタ部１１３から電気信号のレベルが一定時間の間、基準電圧より高かった場合に「Ｈ」の信号を出力するようにしてもよい。この場合、観測すべき音以外の音が瞬間的に入力されても、発光が行われることがない。
また、発光応答装置１に周波数帯域ｆ１に属する音波が入力されると、周波数帯域ｆ１に属する音波が入力されたことを報知する電波が自動的に出力される。発光応答装置１は、所定周波数の電波を音の入力に対する応答信号として出力するので、この電波を受信機によって検知すれば、音の発生タイミングの観測や音の発生位置の観測等、様々な観測を行うことができる。
なお、この発光応答装置１においては、発光応答出力部１１６は、電波ではなく音波を出力するようにしてもよい。また、音波を出力する場合、特定パターンの音波を出力したり、所定周波数の音波を所定の周期で一定時間出力したりするようにしてもよい。
なお、音波を出力する場合、通常のオーディオ信号であまり使用されない周波数帯域の音波を出力するのが好ましい。また、この発光応答装置１においては、フィルタ部１１３から出力される信号のレベルの大小に応じて、発光素子１２０から出力される光の光量を制御するようにしてもよい。また、この発光応答装置１においては、比較部１１４は、フィルタ部１１３から電気信号のレベルが一定時間の間、基準電圧より高かった場合に「Ｈ」の信号を出力するようにしてもよい。この場合、観測すべき音以外の音が瞬間的に入力されても、発光が行われることがない。
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態に係わる発光応答装置１００のハードウェア構成を例示した図である。図３に示したように、発光応答装置１００は、発光応答出力部１１６を具備しておらず、発光応答制御部１１７を具備している点が、第１実施形態の発光応答装置１と異なる。発光応答制御部１１７は、発光素子１２０（図示略）を備えており、光を出力する。なお、発光応答制御部１１７以外の部分については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
図３は、本発明の第２実施形態に係わる発光応答装置１００のハードウェア構成を例示した図である。図３に示したように、発光応答装置１００は、発光応答出力部１１６を具備しておらず、発光応答制御部１１７を具備している点が、第１実施形態の発光応答装置１と異なる。発光応答制御部１１７は、発光素子１２０（図示略）を備えており、光を出力する。なお、発光応答制御部１１７以外の部分については、第１実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
図４は、発光応答装置１００を利用したシステムの全体構成を例示した図である。本システムにおいては、発光応答装置１００は、聴者に貼着される。
入力端子３０Ｌは左チャンネルのオーディオ信号が入力される端子であり、入力端子３０Ｒは右チャンネルのオーディオ信号が入力される端子である。入力端子３０Ｌに入力されたオーディオ信号は遅延部４０Ｌに入力され、入力端子３０Ｒに入力されたオーディオ信号は遅延部４０Ｒに入力される。遅延部４０Ｌおよび遅延部４０Ｒは、オーディオ信号を遅延させる回路を備えており、入力されたオーディオ信号を制御部１０から指示された時間分だけ遅延させて出力する。遅延部４０Ｌから出力されたオーディオ信号はアンプ部５０Ｌに入力され、遅延部４０Ｒから出力されたオーディオ信号はアンプ部５０Ｒに入力される。アンプ部５０Ｌおよびアンプ部５０Ｒは、入力されたオーディオ信号を増幅し、増幅したオーディオ信号を各アンプに接続されているスピーカへ出力する。スピーカ６０Ｌはアンプ部５０Ｌに接続されており、スピーカ６０Ｒはアンプ部５０Ｒに接続されている。各スピーカは、接続されているアンプから出力されたオーディオ信号を音波に変換する。受光部２０は光センサを備えており、受光した光を電気信号に変換して制御部１０へ出力する。音源部６５は、制御部１０とアンプ部５０Ｌ，５０Ｒとに接続されている。音源部６５は、制御部１０の制御の下、記憶部１３１に記憶されている周波数帯域データが示す周波数帯域ｆ１と同じ周波数帯域に属するオーディオ信号をアンプ部５０Ｌまたはアンプ部５０Ｒへ出力する。
入力端子３０Ｌは左チャンネルのオーディオ信号が入力される端子であり、入力端子３０Ｒは右チャンネルのオーディオ信号が入力される端子である。入力端子３０Ｌに入力されたオーディオ信号は遅延部４０Ｌに入力され、入力端子３０Ｒに入力されたオーディオ信号は遅延部４０Ｒに入力される。遅延部４０Ｌおよび遅延部４０Ｒは、オーディオ信号を遅延させる回路を備えており、入力されたオーディオ信号を制御部１０から指示された時間分だけ遅延させて出力する。遅延部４０Ｌから出力されたオーディオ信号はアンプ部５０Ｌに入力され、遅延部４０Ｒから出力されたオーディオ信号はアンプ部５０Ｒに入力される。アンプ部５０Ｌおよびアンプ部５０Ｒは、入力されたオーディオ信号を増幅し、増幅したオーディオ信号を各アンプに接続されているスピーカへ出力する。スピーカ６０Ｌはアンプ部５０Ｌに接続されており、スピーカ６０Ｒはアンプ部５０Ｒに接続されている。各スピーカは、接続されているアンプから出力されたオーディオ信号を音波に変換する。受光部２０は光センサを備えており、受光した光を電気信号に変換して制御部１０へ出力する。音源部６５は、制御部１０とアンプ部５０Ｌ，５０Ｒとに接続されている。音源部６５は、制御部１０の制御の下、記憶部１３１に記憶されている周波数帯域データが示す周波数帯域ｆ１と同じ周波数帯域に属するオーディオ信号をアンプ部５０Ｌまたはアンプ部５０Ｒへ出力する。
制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリ等を備えている。ＲＯＭに記憶されているプログラムがＣＰＵにより実行されると、制御部１０に接続されている各部が制御部１０により制御される。そして、制御部１０においては、図５に例示した処理が行われ、スピーカ６０Ｌと発光応答装置１００との間の距離と、スピーカ６０Ｒと発光応答装置１００との間の距離と、スピーカ６０Ｌとスピーカ６０Ｒとの間の距離に基づいて発光応答装置１００の位置を特定し、スピーカから出力される音波の指向方向を、特定した位置に応じて変化させる機能が実現する。
（第２実施形態の動作）
次に第２実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカ６０Ｌからスピーカ６０Ｒまでの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。
次に第２実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカ６０Ｌからスピーカ６０Ｒまでの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。
まず、制御部１０が音源部６５を制御することにより、記憶部１３１に記憶されている周波数帯域データが示す周波数帯域ｆ１と同じ周波数帯域に属するオーディオ信号が音源部６５からアンプ部５０Ｌへ出力される（図５：ステップＳＡ１０）。また制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０Ｌへ出力されてから経過した時間ｔ１の計時を開始する（ステップＳＡ１１）。音源部６５から出力されたオーディオ信号はアンプ部５０Ｌで増幅された後、スピーカ６０Ｌへ入力される。スピーカ６０Ｌは、供給されたオーディオ信号の周波数の音波を出力する。
スピーカ６０Ｌから出力された音波が、聴者が身につけている発光応答装置１００に到達すると、第１実施形態の発光応答装置１と同様に比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力される。駆動部１１５は、比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力されると、制御部１３０の制御の下、発光応答制御部１１７の発光素子を点灯させて光パルスを出力する。
発光応答制御部１１７から出力された光パルスは受光部２０に到達する。ここで、発光応答制御部１１７から出力される光は発光応答制御部１１７を中心にして広がるので、発光応答制御部１１７が特に受光部２０に向けられていなくとも受光部２０に到達する。光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。光パルスを表す電気信号が受光部２０から出力されて制御部１０に入力されると（ステップＳＡ１２；ＹＥＳ）、制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０Ｌへ出力されてから経過した時間ｔ１の計時を停止し、計時した時間ｔ１をＲＡＭに記憶する（ステップＳＡ１３）。
次に制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数帯域ｆ１に属するオーディオ信号が音源部６５からアンプ部５０Ｒへ出力される（ステップＳＡ１４）。また制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０Ｒへ出力されてから経過した時間ｔ２の計時を開始する（ステップＳＡ１５）。音源部６５から出力されたオーディオ信号はアンプ部５０Ｒで増幅された後、スピーカ６０Ｒへ入力される。スピーカ６０Ｒは、供給されたオーディオ信号の周波数と同じ周波数の音波を出力する。
スピーカ６０Ｒから出力された音波が発光応答装置１００に到達すると、発光応答装置１００においては、スピーカ６０Ｌから出力された音波が発光応答装置１００に到達した時と同様に、発光応答制御部１１７から光パルスが出力される。
この光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。光パルスを表す電気信号が受光部２０から出力されて制御部１０に入力されると（ステップＳＡ１６；ＹＥＳ）、制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０Ｒへ出力されてから経過した時間ｔ２の計時を停止し、計時した時間ｔ２をＲＡＭに記憶する（ステップＳＡ１７）。
次に制御部１０は時間ｔ１、即ち、スピーカ６０Ｌから出力された音波が発光応答装置１００に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０Ｌから発光応答装置１００までの距離ｄ１を求める。また制御部１０は時間ｔ２、即ち、スピーカ６０Ｒから出力された音波が発光応答装置１００に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０Ｒから発光応答装置１００までの距離ｄ２を求める（ステップＳＡ１８）。距離ｄ１と距離ｄ２とが得られると、スピーカ６０Ｌからスピーカ６０Ｒまでの距離ｄ０を制御部１０は予め記憶しているため、発光応答装置１００と、スピーカ６０Ｌと、スピーカ６０Ｒとを頂点とする三角形の各辺の長さが分かることとなる。
三角形の各辺の長さが分かると、三角形の各内角の角度を余弦定理により求めることができ、この得られた各内角の角度から発光応答装置１００の位置を知ることができる。制御部１０は、距離ｄ０〜距離ｄ２に基づいて、スピーカ６０Ｌとスピーカ６０Ｒとを結ぶ辺と、スピーカ６０Ｌと発光応答装置１００とを結ぶ辺とがなす角度を求める。また、制御部１０は、距離ｄ０〜距離ｄ２に基づいて、スピーカ６０Ｌとスピーカ６０Ｒとを結ぶ辺と、スピーカ６０Ｒと発光応答装置１００とを結ぶ辺とがなす角度を求める。制御部１０は、これらの角度を求めると、スピーカ６０Ｌ，６０Ｒからみた発光応答装置１００の方向、即ち、聴者がいる方向を特定する（ステップＳＡ１９）。
制御部１０は、聴者がいる方向を特定すると、遅延部４０Ｌと遅延部４０Ｒとを制御し、当該スピーカシステムから出力される音波の指向方向が聴者の方向となるように、入力端子３０Ｌに入力されるオーディオ信号と、入力端子３０Ｒに入力されるオーディオ信号との間に時間差を生じさせる（ステップＳＡ２０）。遅延部４０Ｌ，４０Ｒの遅延量が設定されると、当該スピーカシステムから出力される音波の指向方向が発光応答装置１００の方向、即ち聴者の方向となる。制御部１０は、上述したステップＳＡ１０〜ステップＳＡ２０の処理を所定の周期で行うことにより、聴者の位置を常時検知し、当該スピーカシステムから出力される音の指向方向を検知した位置に応じて制御する。
これにより、聴者はスピーカ６０Ｌ，６０Ｒの位置を調整することなく最適な音場を得ることができ、また、オーディオ信号の再生中に聴者が移動しても、当該スピーカシステムから出力される音の指向方向が聴者の方向へ変化するので、聴者は最適な音場を得ることができる。また、本システムにおいては、発光応答装置１００から出力される光は狭指向性を有するものではなく、発光応答制御部１１７から球面状に広がっていく。このため、発光応答制御部１１７の方向を特定に意識しなくとも、発光応答制御部１１７から出力された光パルスは受光部２０に到達するので、聴者の手を煩わすことなく、容易に聴者の位置を特定することができる。また、発光応答装置１００は数ｃｍ四方以下の小さく軽いものとなっており、聴者の衣服に貼着させることが可能となっている。このため、聴者の手を煩わすことなく、聴者の位置を検知して良好な音場を提供することができる。また、本システムにおいては、発光応答装置１００は太陽電池１４０により駆動されている。一次電池や二次電池を用いると電池の重量により発光応答装置１００が重くなり、衣服への装着に好適ではなくなるが、本システムでは、太陽電池１４０により駆動されているため、発光応答装置１００の重量が軽くなり、衣服への装着が容易となる。また、単に点灯している光が受光部２０に入力されても、制御部１０は遅延部４０Ｒ，４０Ｌを制御しないので、誤動作する虞が少なくなる。なお、本実施形態においては、フィルタ部１１３から出力される信号のレベルの大小に応じて、発光素子から出力される光パルスの態様を異ならせるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、発光応答装置１００に発光応答出力部１１６を設け、スピーカ６０Ｒ，６０Ｌからの音波が発光応答装置１００に入力された場合、発光素子は点灯のみとし、発光応答出力部１１６から電波を出力するようにしてもよい。また、制御部１０に電波を受信する電波受信部を接続し、発光応答装置１００から出力された電波を受信し、音波を出力してから電波を受信するまでの時間を計時して、聴者の位置を特定するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、発光応答装置１００に発光応答出力部１１６を設け、スピーカ６０Ｒ，６０Ｌからの音波が発光応答装置１００に入力された場合、発光素子は点灯のみとし、発光応答出力部１１６から電波を出力するようにしてもよい。また、制御部１０に電波を受信する電波受信部を接続し、発光応答装置１００から出力された電波を受信し、音波を出力してから電波を受信するまでの時間を計時して、聴者の位置を特定するようにしてもよい。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態においては、発光応答装置が各スピーカまでの距離を求め、求めた距離を制御部１０へ通知する点が上述した実施形態と異なる。
（第３実施形態の構成）
図６は、第３実施形態に係わる発光応答装置１００Ａの外観図であり、図７は発光応答装置１００Ａのハードウェア構成を示したブロック図である。図６に示したように、発光応答装置１００Ａの筐体の表面には太陽電池１４０と、発光応答制御部１１７と、マイクロホン１１０と、受光素子１５０とが配設されている。受光素子１５０は、例えば、フォトダイオード等、受光した光に対応した電気信号を出力する素子である。受光素子１５０から出力された電気信号は、波形成形部１５１に入力される。波形成形部１５１は、受光素子１５０から出力された電気信号の波形を成形し、波形成形した電気信号を制御部１３０へ出力する。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態においては、発光応答装置が各スピーカまでの距離を求め、求めた距離を制御部１０へ通知する点が上述した実施形態と異なる。
（第３実施形態の構成）
図６は、第３実施形態に係わる発光応答装置１００Ａの外観図であり、図７は発光応答装置１００Ａのハードウェア構成を示したブロック図である。図６に示したように、発光応答装置１００Ａの筐体の表面には太陽電池１４０と、発光応答制御部１１７と、マイクロホン１１０と、受光素子１５０とが配設されている。受光素子１５０は、例えば、フォトダイオード等、受光した光に対応した電気信号を出力する素子である。受光素子１５０から出力された電気信号は、波形成形部１５１に入力される。波形成形部１５１は、受光素子１５０から出力された電気信号の波形を成形し、波形成形した電気信号を制御部１３０へ出力する。
図８は、第３実施形態に係わるシステムの全体構成を例示した図である。なお、図８において第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
発光部７０は発光素子を備えており、制御部１０の制御の下、所定周波数の光を出力する。なお、発光部７０が具備している発光素子も発光素子を中心にして球面状に広がっていくため広い範囲に到達する。本システムにおいては、発光応答装置１００Ａは、聴者の衣服に取り付けられる。
（第３実施形態の動作）
次に本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカ６０Ｌからスピーカ６０Ｒまでの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。
次に本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカ６０Ｌからスピーカ６０Ｒまでの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。
まず、制御部１０は発光部７０を制御し、発光部７０から所定周波数の光を出力させると共に、音源部６５を制御し、音源部６５から周波数帯域ｆ１に属するオーディオ信号をアンプ部５０Ｌへ出力させ、周波数帯域ｆ１に属する音波をスピーカ６０Ｌから出力させる（図９：ステップＳＢ１０）。
発光部７０から出力された光は、聴者が身につけている発光応答装置１００Ａに到達する。発光部７０から出力された光が発光応答装置１００Ａに到達すると、到達した光は受光素子１５０によって電気信号に変換される。この電気信号は波形成形部１５１により波形成形された後、制御部１３０へ出力される。制御部１３０は、波形成形された電気信号が入力されると（図１０：ステップＳＣ１０；ＹＥＳ）、時間ｔ１の計時を開始する（ステップＳＣ１１）。
一方、スピーカ６０Ｌから出力された音波は、聴者が身につけている発光応答装置１００Ａへ発光部７０から出力された光より遅れて到達する。この到達した音波はマイクロホン１１０によって電気信号に変換される。マイクロホン１１０が生成した電気信号はアンプ部１１１により増幅された後、ＡＧＣ部１１２へ出力される。ＡＧＣ部１１２においては、入力された電気信号の振幅のピークが一定となるように振幅調整が行われる。この振幅調整された電気信号は、フィルタ部１１３へ出力される。フィルタ部１１３は電気信号が入力されると、周波数帯域ｆ１と同じ周波数帯域に属する電気信号を比較部１１４へ出力する。
比較部１１４においては、フィルタ部１１３から出力された電気信号と、制御部１３０から予め通知されている基準電圧とが比較され、電気信号の電圧が基準電圧より高いか低いかが判別される。ここで、フィルタ部１１３から電気信号が出力されたことにより電気信号のレベルが立ち上がり、電気信号のレベルが基準電圧より高くなると、比較部１１４から「Ｈ」の信号が制御部１３０へ出力される。制御部１３０は、「Ｈ」の信号が入力されると（ステップＳＣ１２；ＹＥＳ）、時間ｔ１の計時を停止し、計時した時間ｔ１を記憶する（ステップＳＣ１３）。
次に制御部１０は発光部７０を制御し、発光部７０から所定周波数の光を出力させると共に、音源部６５を制御し、音源部６５から周波数帯域ｆ１に属するオーディオ信号をアンプ部５０Ｒへ出力させ、周波数帯域ｆ１の音波をスピーカ６０Ｒから出力させる（ステップＳＢ１１）。
発光部７０から出力された光が発光応答装置１００Ａに到達すると、到達した光は受光素子１５０によって電気信号に変換されて出力される。受光素子１５０から出力された電気信号は波形成形部１５１により波形成形された後、制御部１３０へ出力される。制御部１３０は、波形成形された電気信号が入力されると（ステップＳＣ１４；ＹＥＳ）、時間ｔ２の計時を開始する（ステップＳＣ１５）。
一方、スピーカ６０Ｒから出力された音波は、聴者が身につけている発光応答装置１００Ａへ発光部７０から出力された光より遅れて到達する。スピーカ６０Ｒから出力された音波が発光応答装置１００Ａに到達すると、スピーカ６０Ｌから出力された音波が発光応答装置１００Ａに到達した時と同様に、「Ｈ」の信号が制御部１３０に入力される。制御部１３０は、「Ｈ」の信号が入力されると（ステップＳＣ１６；ＹＥＳ）、時間ｔ２の計時を停止し、計時した時間ｔ２を記憶する（ステップＳＣ１７）。
次に制御部１３０は時間ｔ１、即ち、スピーカ６０Ｌから出力された音波が発光応答装置１００Ａに到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０Ｌから発光応答装置１００Ａまでの距離ｄ１を求める。また制御部１０は時間ｔ２、即ち、スピーカ６０Ｒから出力された音波が発光応答装置１００Ａに到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０Ｒから発光応答装置１００Ａまでの距離ｄ２を求める（ステップＳＣ１８）。次に制御部１３０は、駆動部１１５を制御して発光素子１２０から光信号を出力し、光信号により距離ｄ１と距離ｄ２とを受光部２０へ送信する（ステップＳＣ１９）。
この光信号が受光部２０にて受光されると、光信号は電気信号に変換されて制御部１０に入力される。制御部１０は、距離ｄ１と距離ｄ２とを示す電気信号が入力されると（ステップＳＢ１２；ＹＥＳ）、この電気信号が示す距離ｄ１と距離ｄ２、および記憶しているスピーカ６０Ｌとスピーカ６０Ｒとの間の距離ｄ０とに基づいて、スピーカ６０Ｌとスピーカ６０Ｒとを結ぶ辺と、スピーカ６０Ｒと発光応答装置１００Ａとを結ぶ辺とがなす角度を求める。制御部１０は、これらの角度が求まると、スピーカ６０Ｌ，６０Ｒからみた発光応答装置１００Ａの方向、即ち、聴者がいる方向を特定する（ステップＳＢ１３）。
制御部１０は、聴者がいる方向を特定すると、遅延部４０Ｌと遅延部４０Ｒとを制御し、当該スピーカシステムから出力される音波の指向方向が聴者の方向となるように、入力端子３０Ｌに入力されるオーディオ信号と、入力端子３０Ｒに入力されるオーディオ信号との間に時間差を生じさせる（ステップＳＢ１４）。遅延部４０Ｌ，４０Ｒの遅延量が設定されると、当該スピーカシステムから出力される音波の指向方向が発光応答装置１００Ａの方向、即ち聴者の方向となる。スピーカシステムは、上述した処理を所定の周期で行うことにより、聴者の位置を常時検知し、当該スピーカシステムから出力される音の指向方向を検知した位置に応じて制御する。
以上説明したように、本システムによっても、聴者の手を煩わすことなく、聴者の位置を検知することができ、聴者はスピーカ６０Ｌ，６０Ｒの位置を調整することなく最適な音場を得ることができ、また、オーディオ信号の再生中に聴者が移動しても、当該スピーカシステムから出力される音の指向方向が変化して、聴者は最適な音場を得ることができる。なお、本システムにおいては、時間ｔ１の計時が終了した時点で距離ｄ１を算出して制御部１０へ送信し、次に時間ｔ２の計時が終了した時点で距離ｄ２を算出して制御部１０へ送信するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、発光応答装置１００Ａに発光応答出力部１１６を設け、距離ｄ１，ｄ２とを電波により送信するようにしてもよい。また、制御部１０に電波を受信する電波受信部を接続し、発光応答装置１００Ａから電波によって送信された距離ｄ１，ｄ２とを受信するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、発光応答装置１００Ａに発光応答出力部１１６を設け、距離ｄ１，ｄ２とを電波により送信するようにしてもよい。また、制御部１０に電波を受信する電波受信部を接続し、発光応答装置１００Ａから電波によって送信された距離ｄ１，ｄ２とを受信するようにしてもよい。
［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、発光応答装置から光と音を出力することにより、発光応答装置の方向を求める点が第２実施形態と異なる。
次に本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、発光応答装置から光と音を出力することにより、発光応答装置の方向を求める点が第２実施形態と異なる。
（第４実施形態の構成）
図１１に発光応答装置１００Ｂの外観図、図１２に発光応答装置１００Ｂのブロック図を示す。なお、図１１、図１２においても、第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
図１１に発光応答装置１００Ｂの外観図、図１２に発光応答装置１００Ｂのブロック図を示す。なお、図１１、図１２においても、第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
図１１に示したように、発光応答装置１００Ｂの筐体の表面には太陽電池１４０と、発光応答制御部１１７と、スピーカ１６０とが配設されている。音源部１６１は、制御部１３０の制御の下、周波数帯域ｆ１に属するオーディオ信号をスピーカ１６０へ出力する。スピーカ１６０は、周波数帯域ｆ１に属するオーディオ信号が供給されると、オーディオ信号に対応した音波を出力する。なお、スピーカ１６０の指向性は広指向性となっている。
図１３は、発光応答装置１００Ｂを利用したシステムの全体構成を例示した図である。なお、図１３において第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
受音部８０は、２つのマイクロホンを具備しており、入力した音波を電気信号に変換し、当該電気信号をフィルタ部８１へ出力する。フィルタ部８１は、例えばバンドパスフィルタを具備しており、受音部８０から出力された電気信号のうち特定の周波数帯域に属する電気信号を制御部１０へ出力する。本システムにおいては、聴者の衣服に取り付けられる。
（第４実施形態の動作）
次に本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、受音部８０の２つのマイクロホンの間の距離が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。
次に本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、受音部８０の２つのマイクロホンの間の距離が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。
まず、発光応答装置１００Ｂの制御部１３０は、駆動部１１５を制御し、発光応答制御部１１７から所定周波数の光を出力させると共に、音源部１６１を制御し、周波数帯域ｆ１に属するオーディオ信号をスピーカ１６０へ出力する。ここでスピーカ１６０は広指向性であるため、スピーカ１６０から出力される音波は、スピーカ１６０を中心にして広範囲に到達する。
発光応答制御部１１７から出力された光は空気中を伝わり、受光部２０に到達する。発光応答制御部１１７から出力された光が受光部２０に到達すると、到達した光は受光部２０によって電気信号に変換される。この電気信号が制御部１０へ入力されると、制御部１０は、発光応答装置１００Ｂの位置を特定する処理を行う。
スピーカ１６０から出力された音波は空気中を伝わり、発光応答制御部１１７から出力された光より遅れて受音部８０へ到達する。受音部８０においては、具備している２つのマイクロホンが音波に対応した電気信号を出力する。ここで、図１４に例示したようにマイクロホンが設置され、マイクロホンに対して斜め方向から音波が入力されると、スピーカ１６０から各マイクロホンまでの距離に差があるため、各マイクロホンにおいては、電気信号が出力されるまでに時間差が生じる。制御部１０は、各マイクロホンからの電気信号が入力されると、各電気信号の時間差を求め、特開平９−２３８３９０号公報に記載されているように、発光応答装置１００Ｂの方向を電気信号の時間差から特定する。
制御部１０は、聴者がいる方向を特定すると、遅延部４０Ｌと遅延部４０Ｒとを制御し、当該スピーカシステムから出力される音波の指向方向が聴者の方向となるように、入力端子３０Ｌに入力されるオーディオ信号と、入力端子３０Ｒに入力されるオーディオ信号との間に時間差を生じさせる。遅延部４０Ｌ，４０Ｒの遅延量が設定されると、当該スピーカシステムから出力される音波の指向方向が発光応答装置１００Ｂの方向、即ち聴者の方向となる。スピーカシステムは、上述した処理を所定の周期で行うことにより、聴者の位置を常時検知し、当該スピーカシステムから出力される音の指向方向を検知した位置に応じて制御する。
以上説明したように、本システムによっても、聴者の手を煩わすことなく、聴者の位置を検知することができ、聴者はスピーカ６０Ｌ，６０Ｒの位置を調整することなく最適な音場を得ることができ、また、オーディオ信号の再生中に聴者が移動しても、当該スピーカシステムから出力される音の指向方向が変化して、聴者は最適な音場を得ることができる。
［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、発光応答装置が複数存在する点と、スピーカアレイを採用している点が第２実施形態と異なる。
次に本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、発光応答装置が複数存在する点と、スピーカアレイを採用している点が第２実施形態と異なる。
（第５実施形態の構成）
図１５は、本実施形態の全体構成を例示した図である。なお、図１５において第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
図１５は、本実施形態の全体構成を例示した図である。なお、図１５において第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
スピーカアレイ６０は、複数のスピーカユニット６０−１〜６０−８が一列に配置されたスピーカである。スピーカアレイ６０においては、入力されるオーディオ信号を遅延させる遅延部６２−１〜６２−８と、遅延部６２−１〜６２−８から出力されるオーディオ信号を増幅してスピーカユニットへ供給するアンプ部６１−１〜６１−８とがスピーカユニット毎に設けられている。なお、図１５においては、スピーカユニットの数が８個となっているが、スピーカユニットの数は、８個に限定されるものではない。
入力端子３０Ｌは左チャンネルのオーディオ信号が入力される端子であり、入力端子３０Ｒは右チャンネルのオーディオ信号が入力される端子である。入力端子３０Ｒに入力されたオーディオ信号は、遅延部６２−１〜遅延部６２−４に入力され、入力端子３０Ｌに入力されたオーディオ信号は、遅延部６２−５〜遅延部６２−８に入力される。音源部６５は、制御部１０の制御の下、特定周波数のオーディオ信号をスピーカアレイ６０へ出力する。
制御部１０は、音源部６５と、スピーカアレイ６０とに接続されている。制御部１０は、音源部６５を制御し、オーディオ信号を音源部６５からスピーカアレイ６０へ出力させる。また制御部１０は、スピーカアレイ６０が備えている各遅延部を制御し、各スピーカユニットへ入力されるオーディオ信号を遅延させる。
発光応答装置１００−１および発光応答装置１００−２は、聴者の衣服に取り付けられる。発光応答装置１００−１と発光応答装置１００−２の構成は、第２実施形態の発光応答装置１００と同じである。発光応答装置１００−１は、当該発光応答装置を一意に識別する識別子ＩＤ１を記憶しており、発光応答装置１００−２は、当該発光応答装置を一意に識別する識別子ＩＤ２を記憶している。
（第５実施形態の動作）
次に本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカユニット６０−１からスピーカユニット６０−８までの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。また、発光応答装置１００−１のフィルタ部１１３は周波数ｆ１の信号を通過させ、発光応答装置１００−２のフィルタ部１１３は周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２の信号を通過させる場合を想定して動作の説明を行う。
次に本実施形態の動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカユニット６０−１からスピーカユニット６０−８までの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。また、発光応答装置１００−１のフィルタ部１１３は周波数ｆ１の信号を通過させ、発光応答装置１００−２のフィルタ部１１３は周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２の信号を通過させる場合を想定して動作の説明を行う。
まず、制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ１のオーディオ信号が音源部６５からスピーカアレイ６０へ出力される（図１６：ステップＳＤ１０）。また制御部１０は、オーディオ信号がスピーカアレイ６０へ出力されてから経過した時間ｔ１の計時を開始する（ステップＳＤ１１）。制御部１０は、音源部６５から出力されたオーディオ信号がアンプ部６１−１へ供給されるようにスピーカアレイ６０を制御する。周波数ｆ１のオーディオ信号がアンプ部６１−１に供給されると、周波数ｆ１の音波がスピーカユニット６０−１から出力される。
スピーカユニット６０−１から出力された音波は、発光応答装置１００−１に到達すると、マイクロホン１１０によって電気信号に変換される。この電気信号はアンプ部１１１により増幅された後、ＡＧＣ部１１２へ出力される。ＡＧＣ部１１２においては、供給された電気信号の振幅のピークが一定となるように振幅調整が行われる。この振幅調整された電気信号は、フィルタ部１１３へ出力される。フィルタ部１１３においては、周波数ｆ１の電気信号が比較部１１４へ出力される。
周波数ｆ１の電気信号がフィルタ部１１３から出力されると、第２実施形態と同様に比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力され、周波数ｆ１の音波が入力されたことを通知する光パルスが発光応答制御部１１７から出力される。なお、スピーカユニット６０−１から出力された音波は発光応答装置１００−２にも到達するが、発光応答装置１００−２のフィルタ部１１３は、周波数ｆ１の電気信号を通過させないため、発光応答装置１００−２においては光パルスの出力が行われない。
発光応答装置１００−１から出力された光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に入力されると（ステップＳＤ１２；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ１の計時を停止し、計時した時間ｔ１をＲＡＭに記憶する（ステップＳＤ１３）。
次に制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ１のオーディオ信号が音源部６５からスピーカアレイ６０へ出力される（ステップＳＤ１４）。また制御部１０は、オーディオ信号がスピーカアレイ６０へ出力されてから経過した時間ｔ２の計時を開始する（ステップＳＤ１５）。制御部１０は、音源部６５から出力されたオーディオ信号がアンプ部６１−８へ供給されるようにスピーカアレイ６０を制御する。周波数ｆ１のオーディオ信号がアンプ部６１−８に供給されると、周波数ｆ１の音波がスピーカユニット６０−８から出力される。
スピーカユニット６０−８から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達すると、発光応答装置１００−１は、スピーカユニット６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達した時と同様にして、周波数ｆ１の音波が入力されたことを通知する光パルスを出力する。この光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に供給されると（ステップＳＤ１６；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ２の計時を停止し、計時した時間ｔ２をＲＡＭに記憶する（ステップＳＤ１７）。
次に制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ２のオーディオ信号が音源部６５からスピーカアレイ６０へ出力される（図１７：ステップＳＤ１８）。また制御部１０は、オーディオ信号がスピーカアレイ６０へ出力されてから経過した時間ｔ３の計時を開始する（ステップＳＤ１９）。制御部１０は、音源部６５から出力されたオーディオ信号がアンプ部６１−１へ供給されるようにスピーカアレイ６０を制御する。周波数ｆ２のオーディオ信号がアンプ部６１−１に供給されると、周波数ｆ２の音波がスピーカユニット６０−１から出力される。
スピーカユニット６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達すると、発光応答装置１００−２は、スピーカユニット６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達した時と同様にして、周波数ｆ２の音波が入力されたことを通知する光パルスを出力する。この光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に供給されると（ステップＳＤ２０；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ３の計時を停止し、計時した時間ｔ３をＲＡＭに記憶する（ステップＳＤ２１）。なお、スピーカユニット６０−１から出力された音波は発光応答装置１００−１にも到達するが、発光応答装置１００−１のフィルタ部１１３は、周波数ｆ２の電気信号を通過させないため、発光応答装置１００−１においては光パルスの出力が行われない。
次に制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ２のオーディオ信号が音源部６５からスピーカアレイ６０へ出力される（ステップＳＤ２２）。また制御部１０は、オーディオ信号がスピーカアレイ６０へ出力されてから経過した時間ｔ４の計時を開始する（ステップＳＤ２３）。制御部１０は、音源部６５から出力されたオーディオ信号がアンプ部６１−８へ供給されるようにスピーカアレイ６０を制御する。周波数ｆ２のオーディオ信号がアンプ部６１−８に供給されると、周波数ｆ２の音波がスピーカユニット６０−８から出力される。
スピーカユニット６０−８から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達すると、発光応答装置１００−２は、スピーカユニット６０−１から出力された音波が到達した時と同様にして、周波数ｆ２の音波が入力されたことを通知する光パルスを出力する。この光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に供給されると（ステップＳＤ２４；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ４の計時を停止し、計時した時間ｔ４をＲＡＭに記憶する（ステップＳＤ２５）。
次に制御部１０は時間ｔ１、即ち、スピーカユニット６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカユニット６０−１から発光応答装置１００−１までの距離ｄ１を求める。また制御部１０は時間ｔ２、即ち、スピーカユニット６０−８から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカユニット６０−８から発光応答装置１００−１までの距離ｄ２を求める。
また制御部１０は時間ｔ３、即ち、スピーカユニット６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカユニット６０−１から発光応答装置１００−２までの距離ｄ３を求める。また制御部１０は時間ｔ４、即ち、スピーカユニット６０−８から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカユニット６０−８から発光応答装置１００−２までの距離ｄ４を求める（ステップＳＤ２６）。
また制御部１０は時間ｔ３、即ち、スピーカユニット６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカユニット６０−１から発光応答装置１００−２までの距離ｄ３を求める。また制御部１０は時間ｔ４、即ち、スピーカユニット６０−８から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカユニット６０−８から発光応答装置１００−２までの距離ｄ４を求める（ステップＳＤ２６）。
制御部１０は、距離ｄ１と距離ｄ２、および記憶しているスピーカユニット６０−１とスピーカユニット６０−８との間の距離ｄ０とに基づいて、スピーカユニット６０−１とスピーカユニット６０−８とを結ぶ辺と、スピーカユニット６０−１と発光応答装置１００−１とを結ぶ辺とがなす角度を求める。また、制御部１０は、距離ｄ０〜距離ｄ２に基づいて、スピーカユニット６０−１とスピーカユニット６０−８とを結ぶ辺と、スピーカユニット６０−８と発光応答装置１００−１とを結ぶ辺とがなす角度を求める。制御部１０は、これらの角度が求まると、スピーカユニット６０−１，６０−８からみた発光応答装置１００−１の方向を特定する。また、発光応答装置１００−１を求めるのと同様に、距離ｄ０および距離ｄ３、距離ｄ４とに基づいて、スピーカユニット６０−１，６０−８からみた発光応答装置１００−２の方向を特定する（ステップＳＤ２７）。
スピーカアレイは、各スピーカユニットへ供給するオーディオ信号を制御することにより、複数の異なる方向へ音響ビームを出力することができる。ここで制御部１０は、発光応答装置１００−１の方向および距離を特定すると、当該スピーカシステムから出力される第１の音響ビームの指向方向が発光応答装置１００−１の方向および距離となるように、遅延部６２−１〜遅延部６２−８を制御する。また制御部１０は、発光応答装置１００−２の方向を特定すると、当該スピーカシステムから出力される第２の音響ビームの指向方向が発光応答装置１００−２の方向となるように、遅延部６２−１〜遅延部６２−８を制御する（ステップＳＤ２８）。
以上説明したように本システムによれば、音場に聴者が複数存在しても、聴者の手を煩わすことなく、聴者の位置を検知することができ、各聴者に向けてスピーカアレイ６０から音波が出力されるので、各聴者は最適な音場を得ることができる。
なお、本実施形態においては、発光応答装置１００−１，１００−２に発光応答出力部１１６を設け、スピーカ６０Ｒ，６０Ｌからの音波が発光応答装置１００に入力された場合、発光素子は点灯のみとし、発光応答出力部１１６から電波を出力するようにしてもよい。また、制御部１０に電波を受信する電波受信部を接続し、発光応答装置１００から出力された電波を受信し、音波を出力してから電波を受信するまでの時間を計時して、聴者の位置を特定するようにしてもよい。
なお、本実施形態においては、発光応答装置１００−１，１００−２に発光応答出力部１１６を設け、スピーカ６０Ｒ，６０Ｌからの音波が発光応答装置１００に入力された場合、発光素子は点灯のみとし、発光応答出力部１１６から電波を出力するようにしてもよい。また、制御部１０に電波を受信する電波受信部を接続し、発光応答装置１００から出力された電波を受信し、音波を出力してから電波を受信するまでの時間を計時して、聴者の位置を特定するようにしてもよい。
［第６実施形態］
次に本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、発光応答装置が複数存在する点と、音像の定位位置を制御する点が第２実施形態と異なる。
次に本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、発光応答装置が複数存在する点と、音像の定位位置を制御する点が第２実施形態と異なる。
（第６実施形態の構成）
図１８は、本実施形態の全体構成を例示した図である。なお、図１８において第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
図１８は、本実施形態の全体構成を例示した図である。なお、図１８において第２実施形態と同じ部分については、第２実施形態と同じ符号を各部に付してその説明を省略する。
入力端子３０−１は第１チャンネル（例えば、二ヶ国語放送における日本語の音声チャンネル）のオーディオ信号が入力される端子であり、入力端子３０−２は第２チャンネル（例えば、二ヶ国語放送における外国語の音声チャンネル）のオーディオ信号が入力される端子である。入力端子３０−１に入力されたオーディオ信号は、パン制御部９０−１に入力され、入力端子３０−２に入力されたオーディオ信号は、パン制御部９０−２に入力される。パン制御部９０−１，９０−２は、入力されたオーディオ信号の左右の音像定位を設定するものであり、制御部１０の制御の下、入力されたオーディオ信号をミキサ部９１−１とミキサ部９１−２とへ出力する。ミキサ部９１−１，９１−２は、供給されたオーディオ信号を混合するものである。ミキサ部９１−１は、混合したオーディオ信号をアンプ部５０−１へ供給し、ミキサ部９１−２は、混合したオーディオ信号をアンプ部５０−２へ供給する。アンプ部５０−１およびアンプ部５０−２は、入力されたオーディオ信号を増幅し、増幅したオーディオ信号を各アンプに接続されているスピーカへ出力する。スピーカ６０−１はアンプ部５０−１に接続されており、スピーカ６０−２はアンプ部５０−２に接続されている。各スピーカは、接続されているアンプから出力されたオーディオ信号を音波に変換して出力する。
発光応答装置１００−１および発光応答装置１００−２は、聴者の衣服に取り付けられる。発光応答装置１００−１と発光応答装置１００−２の構成は、第２実施形態の発光応答装置と同じである。発光応答装置１００−１は、当該発光応答装置を一意に識別する識別子ＩＤ１を記憶しており、発光応答装置１００−２は、当該発光応答装置を一意に識別する識別子ＩＤ２を記憶している。
（第６実施形態の動作）
次に本システムの動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカ６０−１からスピーカ６０−２までの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。また、発光応答装置１００−１のフィルタ部１１３は周波数ｆ１の信号を通過させ、発光応答装置１００−２のフィルタ部１１３は周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２の信号を通過させる場合を想定して動作の説明を行う。
次に本システムの動作について説明する。なお、以下の説明においては、スピーカ６０−１からスピーカ６０−２までの距離ｄ０が制御部１０の不揮発性メモリに記憶されている場合を想定して動作の説明を行う。また、発光応答装置１００−１のフィルタ部１１３は周波数ｆ１の信号を通過させ、発光応答装置１００−２のフィルタ部１１３は周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２の信号を通過させる場合を想定して動作の説明を行う。
まず、制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ１のオーディオ信号が音源部６５からアンプ部５０−１へ出力される（図１９：ステップＳＥ１０）。また制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０−１へ出力されてから経過した時間ｔ１の計時を開始する（ステップＳＥ１１）。周波数ｆ１のオーディオ信号がアンプ部５０−１に入力されると、周波数ｆ１の音波がスピーカ６０−１から出力される。
スピーカ６０−１から出力された音波は、発光応答装置１００−１に到達すると、マイクロホン１１０によって電気信号に変換される。この電気信号はアンプ部１１１により増幅された後、ＡＧＣ部１１２へ出力される。ＡＧＣ部１１２においては、供給された電気信号の振幅のピークが一定となるように振幅調整が行われる。この振幅調整された電気信号は、フィルタ部１１３へ出力される。フィルタ部１１３においては、周波数ｆ１の電気信号が比較部１１４へ出力される。
周波数ｆ１の電気信号がフィルタ部１１３から出力されると、第１システムと同様に比較部１１４から「Ｈ」の信号が出力され、周波数ｆ１の音波が入力されたことを通知する光パルスが発光応答制御部１１７から出力される。なお、スピーカ６０−１から出力された音波は発光応答装置１００−２にも到達するが、発光応答装置１００−２のフィルタ部１１３は、周波数ｆ１の電気信号を通過させないため、発光応答装置１００−２においては光パルスの出力が行われない。
発光応答装置１００−１から出力された光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に入力されると（ステップＳＥ１２；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ１の計時を停止し、計時した時間ｔ１をＲＡＭに記憶する（ステップＳＥ１３）。
次に制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ１のオーディオ信号が音源部６５からアンプ部５０−２へ出力される（ステップＳＥ１４）。また制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０−２へ出力されてから経過した時間ｔ２の計時を開始する（ステップＳＥ１５）。周波数ｆ１のオーディオ信号がアンプ部５０−２に入力されると、周波数ｆ１の音波がスピーカ６０−２から出力される。
スピーカ６０−２から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達すると、発光応答装置１００−１は、スピーカ６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達した時と同様にして、周波数ｆ１の音波が入力されたことを通知する光パルスを出力する。この光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に供給されると（ステップＳＥ１６；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ２の計時を停止し、計時した時間ｔ２をＲＡＭに記憶する（ステップＳＥ１７）。
次に制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ２のオーディオ信号が音源部６５からアンプ部５０−１へ出力される（図２０：ステップＳＥ１８）。また制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０−１へ出力されてから経過した時間ｔ３の計時を開始する（ステップＳＥ１９）。周波数ｆ２のオーディオ信号がアンプ部５０−１に入力されると、周波数ｆ２の音波がスピーカ６０−１から出力される。
スピーカ６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達すると、発光応答装置１００−２は、スピーカ６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達した時と同様にして、周波数ｆ２の音波が入力されたことを通知する光パルスを出力する。この光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に供給されると（ステップＳＥ２０；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ３の計時を停止し、計時した時間ｔ３をＲＡＭに記憶する（ステップＳＥ２１）。なお、スピーカ６０−１から出力された音波は発光応答装置１００−１にも到達するが、発光応答装置１００−１のフィルタ部１１３は、周波数ｆ２の電気信号を通過させないため、発光応答装置１００−１においては光パルスの出力が行われない。
次に制御部１０が音源部６５を制御することにより、周波数ｆ２のオーディオ信号が音源部６５からアンプ部５０−２へ出力される（ステップＳＥ２２）。また制御部１０は、オーディオ信号がアンプ部５０−２へ出力されてから経過した時間ｔ４の計時を開始する（ステップＳＥ２３）。周波数ｆ２のオーディオ信号がアンプ部５０−２に入力されると、周波数ｆ２の音波がスピーカ６０−２から出力される。
スピーカ６０−２から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達すると、発光応答装置１００−２は、スピーカ６０−１から出力された音波が到達した時と同様にして、周波数ｆ２の音波が入力されたことを通知する光パルスを出力する。この光パルスが受光部２０に到達すると、受光部２０に到達した光が電気信号に変換されて制御部１０へ出力される。受光部２０から出力された電気信号が制御部１０に供給されると（ステップＳＥ２４；ＹＥＳ）、制御部１０は時間ｔ４の計時を停止し、計時した時間ｔ４をＲＡＭに記憶する（ステップＳＥ２５）。
次に制御部１０は時間ｔ１、即ち、スピーカ６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０−１から発光応答装置１００−１までの距離ｄ１を求める。また制御部１０は時間ｔ２、即ち、スピーカ６０−２から出力された音波が発光応答装置１００−１に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０−２から発光応答装置１００−１までの距離ｄ２を求める。また制御部１０は時間ｔ３、即ち、スピーカ６０−１から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０−１から発光応答装置１００−２までの距離ｄ３を求める。また制御部１０は時間ｔ４、即ち、スピーカ６０−２から出力された音波が発光応答装置１００−２に到達するまでの時間に音速を乗じ、スピーカ６０−２から発光応答装置１００−２までの距離ｄ４を求める（ステップＳＥ２６）。
制御部１０は、距離ｄ１と距離ｄ２、および記憶しているスピーカ６０−１とスピーカ６０−２との間の距離ｄ０とに基づいて、スピーカ６０−１とスピーカ６０−２とを結ぶ辺と、スピーカ６０−１と発光応答装置１００−１とを結ぶ辺とがなす角度を求める。また、制御部１０は、距離ｄ０〜距離ｄ２に基づいて、スピーカ６０−１とスピーカ６０−２とを結ぶ辺と、スピーカ６０−２と発光応答装置１００−１とを結ぶ辺とがなす角度を求める。制御部１０は、これらの角度が求まると、スピーカ６０−１，６０−２からみた発光応答装置１００−１の方向を特定する。また、発光応答装置１００−１を求めるのと同様に、距離ｄ０および距離ｄ３、距離ｄ４とに基づいて、スピーカ６０−１，６０−２からみた発光応答装置１００−２の方向を特定する（ステップＳＥ２７）。
次に制御部１０は、入力端子３０−１に入力されたオーディオ信号の音像定位が発光応答装置１００−１寄りとなるように、特定した発光応答装置１００−１の方向に基づいてパン制御部９０−１を制御し、オーディオ信号をミキサ部９１−１とミキサ部９１−２とに分割する。また制御部１０は、入力端子３０−２に入力されたオーディオ信号の音像定位が発光応答装置１００−２寄りとなるように、特定した発光応答装置１００−２の方向に基づいてパン制御部９０−２を制御し、オーディオ信号をミキサ部９１−１とミキサ部９１−２とに分割する（ステップＳＥ２８）。このオーディオ信号は、ミキサ部９１−１，９１−２にて混合され、アンプ部５０−１，５０−２にて増幅されてスピーカ６０−１，６０−２から出力される。
以上説明したように、本システムでも、聴者の手を煩わすことなく、聴者の位置を検知することができ、聴者がスピーカシステムを操作しなくても、聴者の位置に応じて適切な位置に音像が定位する。なお、本実施形態においては、発光応答装置１００−１，１００−２に発光応答出力部１１６を設け、スピーカ６０Ｒ，６０Ｌからの音波が発光応答装置１００に入力された場合、発光素子は点灯のみとし、発光応答出力部１１６から電波を出力するようにしてもよい。また、制御部１０に電波を受信する電波受信部を接続し、発光応答装置１００から出力された電波を受信し、音波を出力してから電波を受信するまでの時間を計時して、聴者の位置を特定するようにしてもよい。
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、以下のように他の様々な形態で実施可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、以下のように他の様々な形態で実施可能である。
上述した実施形態においては、発光応答装置の電源は太陽電池ではなく、一次電池や二次電池であってもよい。また、第５実施形態以外の実施形態においても、音波の出力をスピーカアレイで行うようにしてもよい。また、制御部１０と制御部１３０との間で通信を行い、フィルタ部１１３が通過させる信号の周波数帯域を制御部１０側から制御するようにしてもよいし、また、比較部の基準電圧も通信で制御できるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、発光素子１２０は可視光ではなく赤外光を出力するようにしてもよい。
また、フィルタ部１１３を通過する信号の周波数帯域を複数設定し、通過した信号の周波数帯域に応じて、発光素子１２０が出力する光の波長を変えるようにしてもよい。また、フィルタ部１１３を通過した信号のレベルに応じて発光素子１１２から出力される光の光量を変えるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、発光素子１２０は可視光ではなく赤外光を出力するようにしてもよい。
また、フィルタ部１１３を通過する信号の周波数帯域を複数設定し、通過した信号の周波数帯域に応じて、発光素子１２０が出力する光の波長を変えるようにしてもよい。また、フィルタ部１１３を通過した信号のレベルに応じて発光素子１１２から出力される光の光量を変えるようにしてもよい。
また、上述した第３実施形態においては、距離ｄ１，ｄ２を発光応答装置１００Ａから制御部１０へ送信しているが、時間ｔ１と時間ｔ２とを送信して、制御部１０側で距離ｄ１，ｄ２を求めるようにしてもよい。また、上述した構成をコンサートホール等の広い場所で使用し、特定の座席にいる観客にのみ音を届けるようにしてもよい。また、上述した実施形態において、発光応答装置の位置を検知するために出力される音波は、可聴帯域および可聴帯域外のいずれでもよい。また、発光応答装置においては、フィルタ部１１３を設けずにマイクロホン１１０から電気信号が出力されたら光パルスを出力するようにしてもよい。
比較部１１４において、電気信号と比較する基準電圧を複数設定し、各基準電圧に達するまでの時間を計時して電気信号の立ち上がりのスルーレートを求め、求めたスルーレートを制御部１０へ送信するようにしてもよい。比較部１１４において、入力される電気信号の立ち上がりが急峻でない場合、音波が入力されてから発光素子１２０が点灯するまでに時間Δｔがかかることなる。制御部１０においては、受信したスルーレートからこのΔｔを求め、計時した時間ｔ１や時間ｔ２からΔｔを減算し、より正確に音波が発光応答装置１００に到達するまでの時間を求めるようにしてもよい。この態様によれば、各スピーカから発光応答装置までの距離を正確に求めることができる。
上述した実施形態においては、発光応答装置を人間に貼り付けているが、発光応答装置を聴者が座る椅子に貼り付けたり、埋め込んだりするようにしてもよい。この態様によれば、例えば、位置検出装置を着けたり外したりすることなく、位置検出装置がある位置で良好な音場を得ることができる。
上述した実施形態においては、発光応答装置はＡＧＣ部１１２を備えているが、ＡＧＣ部１１２を設けず、アンプ部１１１の出力がフィルタ部１１３へ入力されるようにしてもよい。
１０・・・制御部、２０・・・受光部、４０Ｌ，４０Ｒ・・・遅延部、６０Ｌ，６０Ｒ・・・スピーカ、６５・・・音源部、７０・・・発光部、８０・・・受音部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００−１，１００−２・・・発光応答装置、１１０・・・マイクロホン、１１１・・・アンプ部、１１２・・・ＡＧＣ部、１１３・・・フィルタ部、１１４・・・比較部、１１５・・・駆動部、１１６・・・発光応答出力部、１１７・・・発光応答制御部、１２０・・・発光素子、１３０・・・制御部、１３１・・・記憶部、１４０・・・太陽電池。
Claims (2)
- 音を収音する収音手段と、
前記収音手段で収音された音のうち所定周波数帯域に属する音のレベルを検出するレベル検出手段と、
光を発する発光手段と、
前記レベル検出手段が検出したレベルに基づいて前記発光手段から光を発光させる発光制御手段と、
を備える複数の発光応答装置と、
複数のスピーカユニットを備えるスピーカアレイであって、
前記スピーカアレイは、
入力されるオーディオ信号を遅延させて前記複数のスピーカユニットの各々に出力する遅延手段と、
前記遅延手段における前記オーディオ信号の遅延量を制御する遅延制御手段と、
オーディオ信号を前記遅延手段へ出力するオーディオ信号出力手段と、
前記発光手段が発した光を検知する光検知手段と、
前記複数のスピーカユニットの第１スピーカユニットから音が放音されてから前記光検知手段で光が検知されるまでの第１時間と、前記複数のスピーカユニットの第２スピーカユニットから音が放音されてから前記光検知手段で光が検知されるまでの第２時間を計る計時手段と、
前記計時手段で計時された時間に基づいて、前記スピーカアレイから見た前記発光応答装置の各々の方向を特定する方向特定手段と
を有し、
前記所定周波数帯域は、前記発光応答装置毎に異なり、
前記オーディオ信号出力手段は、前記計時手段で時間を計る場合に前記所定周波数帯域に属する音のオーディオ信号を出力し、
前記遅延制御手段は、前記方向特定手段で特定された方向に応じて、前記スピーカユニットへ出力するオーディオ信号毎に前記遅延量を制御すること
を特徴とするスピーカシステム。 - 前記遅延制御手段は、前記方向特定手段で特定された前記複数の発光応答装置の各方向
へ音響ビームが出力されるように前記遅延量を制御すること
を特徴とする請求項１に記載のスピーカシステム。
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