JP6414459B2

JP6414459B2 - スピーカアレイ装置

Info

Publication number: JP6414459B2
Application number: JP2014255987A
Authority: JP
Inventors: 進澤米
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2034-12-18
Also published as: EP3035703B1; EP3035703A1; US20160182996A1; US9571924B2; JP2016116193A

Description

本発明は、複数のスピーカを有するスピーカアレイによって、音声ビームを出力可能なスピーカアレイ装置に関する。

従来、スピーカアレイ装置は、線状や面状に配置した複数のスピーカから、同じオーディオ信号を空間上の焦点に同時に到達するように、少しずつ異なる遅延時間を与えて出力することにより、焦点周辺の音響エネルギーが同相加算により強められ、その結果焦点方向への強い指向性を有する音声ビームを作り出す技術を用いている。

このようなスピーカアレイ装置に関する発明として、例えば、特許文献１記載の発明が知られている。特許文献１記載のスピーカアレイ装置は、マルチチャンネル（例えば、センタチャンネル（Ｃｃｈ）、フロント左チャンネル（Ｌｃｈ）、フロント右チャンネル（Ｒｃｈ）、サラウンド左チャンネル（ＳＬｃｈ）、サラウンド右チャンネル（ＳＲｃｈ）等）のオーディオ信号の夫々に対して遅延処理を行い、全てのチャンネルにおいて遅延処理した信号を加算してスピーカに供給することにより、マルチチャンネルに係る音声ビームに対しそれぞれ異なる指向性を持たせて同時に出力している。

そして、特許文献１記載のスピーカアレイ装置は、マルチチャンネルに係る音声ビームを、部屋等の設置空間の壁面に夫々反射させることによって、各チャンネルに係る音声ビームを様々な方向から聴取位置に到達させることができ、聴取位置に位置する聴取者に対して良好なサラウンド効果を与えている。

特開２００５−１４８５６５号公報

特許文献１記載のスピーカアレイ装置では、マルチサラウンドチャンネル音の再生を行う為には、各チャンネルの音声ビームの出力方向が正しく設定される必要がある。この為、特許文献１記載のスピーカアレイ装置においては、テスト音声ビームをスピーカアレイから旋回しながら出力し、聴取位置に配置されたマイクロフォンにより直接音および反射音を集音することにより、ビームの旋回角度に対する信号レベルを測定する。そして、当該スピーカアレイ装置は、測定された信号レベルがピークとなる角度を特定し、特定した旋回角度を所定の規則に従い各チャンネルの音声ビームの出力角度として設定するように構成されている。

ここで、サラウンドサウンドにおいては、特許文献１記載のスピーカアレイ装置のような水平方向の音場表現に、左右上方から視聴位置へと向かうハイトチャンネルを追加した態様が知られている。このハイトチャンネルを追加した態様によれば、高さや奥行き方向に係る音場表現が可能となる為、より高度な音場表現を実現することができる。

この点、特許文献１記載のスピーカアレイ装置のように、音声ビームによってハイトチャンネルを出力可能な構成とした場合について考察する。この場合においても、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力方向が正しく設定される必要があり、テスト音声ビームを垂直方向へ旋回しながら出力し、聴取位置に配置されたマイクロフォンによって集音することにより、ビームの旋回角度に対する信号レベルに基づいて、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力方向を特定することになる。

当該スピーカアレイ装置によって、テスト音声ビームを垂直方向へ旋回しながら出力した場合、マイクロフォンにより、テスト音声ビームに係る直接音及び反射音が集音されることになる。上述したように、ハイトチャンネルに係る音声は、前側上方から視聴位置へと出力されることが必要であるため、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力方向は、マイクロフォンによって、天井面で反射した反射音が集音された際の角度とすることが望ましい。一方、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力方向を、直接音に対応する角度に設定してしまうと、所望のサラウンド感を表現することができなくなってしまう。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、複数のスピーカを有するスピーカアレイによって、音声ビームを出力可能なスピーカアレイ装置に関し、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力方向の設定を容易且つ適切に行い得るスピーカアレイ装置を提供する。

本発明の一側面に係るスピーカアレイ装置は、少なくとも垂直方向の指向性が制御可能に配設された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の全部又は一部のスピーカに対して、外部から入力された音声信号を分配し、当該スピーカから出力する音声の出力タイミングを制御して、前記スピーカアレイから音声ビームを出力させる信号処理手段と、前記信号処理手段にテスト音声信号を入力し、当該テスト音声信号に基づくテスト音声ビームを前記スピーカアレイから出力させて、当該テスト音声ビームを垂直方向へ旋回させるテスト音声出力手段と、聴取位置に設置されるマイクロフォンと、前記スピーカアレイと前記マイクロフォンとの相対的な位置関係を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段により取得した位置情報に基づいて、前記スピーカアレイから出力される前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を、前記マイクロフォンによって前記テスト音声ビームの反射音を集音可能な範囲に設定する旋回範囲設定手段と、前記マイクロフォンによって集音された前記テスト音声ビームの音声データを、前記テスト音声ビームの旋回角度と関連付けて記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された音声データにおける信号レベルのピークに対応する旋回角度を、垂直方向の音場表現を行う為のハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度に設定する出力角度設定手段と、を有することを特徴とする。

当該スピーカアレイ装置は、スピーカアレイと、信号処理手段と、テスト音声出力手段と、マイクロフォンと、位置情報取得手段と、旋回範囲設定手段と、記憶手段と、出力角度設定手段とを有しており、前記位置情報取得手段により取得した位置情報に基づいて、前記スピーカアレイから出力される前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を、前記マイクロフォンによって前記テスト音声ビームの反射音を集音可能な範囲に設定する。これにより、当該スピーカアレイ装置によれば、前記スピーカアレイと前記マイクロフォンとの相対的な位置関係に応じて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定し、マイクロフォンによって集音した前記テスト音声ビームの反射音を対象にし得るので、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度の設定を効率良く行うことができ、且つ適切な出力角度を設定することができる。

本発明の他の側面に係るスピーカアレイ装置は、請求項１記載のスピーカアレイ装置であって、前記位置情報取得手段は、前記スピーカアレイと前記マイクロフォンの間の距離を、前記位置情報として取得し、前記旋回範囲設定手段は、前記位置情報として取得した前記スピーカアレイと前記マイクロフォンの間の距離に基づいて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回開始角度又は旋回終了角度と、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定することを特徴とする。

当該スピーカアレイ装置は、前記位置情報として取得した前記スピーカアレイと前記マイクロフォンの間の距離に基づいて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回開始角度又は旋回終了角度と、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定する為、マイクロフォンによって集音した前記テスト音声ビームの反射音に基づいて、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度の設定を効率良く、且つ適切に行い得る。

本発明の他の側面に係るスピーカアレイ装置は、請求項１記載のスピーカアレイ装置であって、前記位置情報取得手段は、前記マイクロフォンにて集音した音に基づいて特定した当該マイクロフォンの方向を示す垂直角度を、前記位置情報として取得し、前記旋回範囲設定手段は、前記位置情報として取得した前記垂直角度及び所定のオフセット角度に基づいて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回開始角度又は旋回終了角度と、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定することを特徴とする。

当該スピーカアレイ装置は、前記位置情報として取得した前記垂直角度及び所定のオフセット角度に基づいて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回開始角度又は旋回終了角度と、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定する為、マイクロフォンによって集音した前記テスト音声ビームの反射音に基づいて、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度の設定を効率良く且つ適切に行い得る。

本発明の他の側面に係るスピーカアレイ装置は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のスピーカアレイ装置であって、前記出力角度設定手段は、前記記憶手段に記憶された音声データにおける信号レベルに関して、前記旋回範囲設定手段によって設定された旋回範囲内に複数のピークが含まれている場合に、当該旋回範囲内において、信号レベルが最大となるピークの旋回角度を、垂直方向の音場表現を行う為のハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度に設定することを特徴とする。

当該スピーカアレイ装置は、前記記憶手段に記憶された音声データにおける信号レベルに関して、前記旋回範囲設定手段によって設定された旋回範囲内に複数のピークが含まれている場合に、当該旋回範囲内において、信号レベルが最大となるピークの旋回角度を、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度に設定する。これにより、当該スピーカアレイ装置によれば、複数のピークの内、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度として、最も適切な角度を設定することができ、もって、より高度な音場表現を実現することができる。

本発明に係るスピーカアレイ装置によれば、前記スピーカアレイと前記マイクロフォンとの相対的な位置関係に応じて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定し、マイクロフォンによって集音した前記テスト音声ビームの反射音に基づいて、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度の設定を効率良く且つ適切に行うことができ、より高度な音場表現を実現し得る。

第１実施形態に係るスピーカアレイ装置の正面図である。スピーカアレイ装置によってマルチチャンネルの音声ビームを出力する様子を示す説明図である。スピーカアレイ装置の制御系を示すブロック図である。第１実施形態に係る視聴距離と、ハイト音声ビームのスイープ条件との関係を示す説明図である。視聴距離が大きい場合のハイト音声ビームの出力角度の設定に関する説明図である。視聴距離が小さい場合のハイト音声ビームの出力角度の設定に関する説明図である。第２実施形態に係るハイト音声ビームの出力角度の設定に関する説明図である。オフセット角度に関する説明図である。第２実施形態に係るハイト音声ビームの出力角度とマイク入力信号レベルの関係の一例を示す説明図である。本発明に係るスピーカアレイ装置の変形例を示す説明図である。

以下、本発明に係るスピーカアレイ装置を、スピーカアレイ装置１に適用した実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
先ず、第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１の概略構成について、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、当該スピーカアレイ装置１は、装置本体１Ａの前面（視聴者に対向する面）に、水平方向に係る音場表現を行うスピーカアレイ２０と、高さ方向（上下方向）に係る音場表現を行うハイトスピーカアレイ３０を有しており、マルチチャンネルを構成する各チャンネルの音声ビームの出力方向を制御することで、聴取者に対してその周囲にあたかもスピーカを配置したかのようなサラウンド感を与え得る。

スピーカアレイ２０は、装置本体１Ａ前面の中央部分において、マトリクス状に配置された複数のスピーカ２１を有しており、センタチャンネル（Ｃｃｈ）、フロント左チャンネル（Ｌｃｈ）、フロント右チャンネル（Ｒｃｈ）、サラウンド左チャンネル（ＳＬｃｈ）、サラウンド右チャンネル（ＳＲｃｈ）の各チャンネルの音声ビームを出力する（図２（Ａ）参照）。

図１に示すように、当該スピーカアレイ２０は、スピーカ２１を上下方向及び左右方向に複数個配置して構成されている。当該スピーカアレイ２０は、各スピーカ２１からサラウンド音声を出力するタイミングをチャンネル毎に調整してビーム状に放射し、音声ビームが壁面など任意の位置で焦点を結ぶように遅延制御する。そして、各チャンネルの音声をスピーカアレイ装置１が設置された部屋Ｒｏの壁に反射させることで、任意の点に音源（仮想スピーカ９０Ｌ等）を作り出し、マルチチャンネルの音場を形成して、サラウンド音声を再生する（図２（Ａ）参照）。

そして、ハイトスピーカアレイ３０は、装置本体１Ａ前面の左右両端部において、それぞれ上下方向に延びるライン状に配置された複数のスピーカ３１を有しており、ハイト左チャンネル（ＨＬｃｈ）、ハイトＲチャンネル（ＨＲｃｈ）に係る音声ビーム（以下、ハイト音声ビームＳＨ）を出力する。以下の説明において、装置本体１Ａの前面の左端部に位置し、ＨＬｃｈに係る音声ビームを出力するハイトスピーカアレイ３０を「ハイトスピーカアレイ３０Ｌ」といい、装置本体１Ａの前面の右端部に位置し、ＨＲｃｈに係る音声ビームを出力するハイトスピーカアレイ３０を「ハイトスピーカアレイ３０Ｒ」という。又、ハイトスピーカアレイ３０Ｌ、ハイトスピーカアレイ３０Ｒの総称を、「ハイトスピーカアレイ３０」とする。尚、当該ハイトスピーカアレイ３０は、本発明におけるスピーカアレイの一例である。

当該ハイトスピーカアレイ３０は、各スピーカ３１からサラウンド音声を出力するタイミングをチャンネル毎に調整してビーム状に放射し、天井ＣＥにおけるなど任意の位置で音声ビームが焦点を結ぶように遅延制御する。そして、各チャンネルの音声をスピーカアレイ装置１が設置された部屋Ｒｏの天井ＣＥに反射させることで、天井ＣＥの任意の点に音源（仮想スピーカ９０ＨＬ、仮想スピーカ９０ＨＲ）を作り出し、マルチチャンネルの音場に高さや奥行方向の表現を加えて、サラウンド音声を再生する（図２（Ｂ）参照）。

図１に示すように、スピーカアレイ２０及びハイトスピーカアレイ３０は、装置本体１Ａ前面において、上下方向に亘って複数のスピーカ２１又は複数のスピーカ３１がライン状に配置されている。従って、上下方向に列設されたスピーカ２１及びスピーカ３１における音声の出力タイミングを調整し遅延制御することによって、スピーカアレイ２０から出力される音声ビームの垂直角度や、ハイトスピーカアレイ３０から出力されるハイト音声ビームＳＨの出力角度を変更することが可能である。

（スピーカアレイ装置１の制御系）
続いて、当該スピーカアレイ装置１の制御系構成について、図３を参照しつつ詳細に説明する。図３に示すように、当該スピーカアレイ装置１は、Ａ／Ｄコンバータ２と、記憶部３と、操作部４と、表示部５と、システム制御部１０と、ビーム形成部１５と、スピーカアレイ２０と、ハイトスピーカアレイ３０を、装置本体１Ａに備えており、マイクロフォン４０を有している。又、スピーカアレイ装置１は、マルチチャンネルに係るサラウンド音声信号の外部入力端子として、Ｌｃｈ端子、Ｒｃｈ端子、ＳＬｃｈ端子、ＳＲｃｈ端子、Ｃｃｈ端子、ＨＬｃｈ端子、ＨＲｃｈ端子を備えている。

マイクロフォン４０は、無指向性のマイクロフォンであり、Ａ／Ｄコンバータ２に接続されている。マイクロフォン４０は、スピーカアレイ２０から出力されたテスト音声信号を集音するためのものである。

Ａ／Ｄコンバータ２は、マイクロフォン４０が集音したアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換（サンプリング）して、システム制御部１０へ出力する。

記憶部３は、Ａ／Ｄコンバータ２からシステム制御部１０を介して出力されたデジタル音声信号を記憶する。具体的には、記憶部３は、マイクロフォン４０が集音し、Ａ／Ｄコンバータ２及びシステム制御部１０を介して出力されたデジタル音声信号を、音声ビームの出力角度に対応付けて記憶する（図５（Ｂ）、図６（Ｂ）等）。

操作部４は、スピーカアレイ装置１の設置時等に、聴取者Ｕからの各種の設定入力を受け付けて、システム制御部１０へ入力に応じた信号を出力する。

表示部５は、システム制御部１０から出力された制御信号に基づいて、制御信号に応じた内容を表示して、聴取者Ｕに伝達する。

システム制御部１０は、ユーザＩ／Ｆ処理部１１と、ビーム制御処理部１２と、測定データ分析処理部１３とを有している。

ユーザＩ／Ｆ処理部１１は、操作部４で受け付けた操作に応じて、制御信号をスピーカアレイ装置１の各部へ出力する。又、ユーザＩ／Ｆ処理部１１は、スピーカアレイ装置１の状況に応じて聴取者Ｕに報知すべき内容を表示部５へ表示させる。

ビーム制御処理部１２は、スピーカアレイ装置１の設置時などに各チャンネルの音声ビームを出力する角度を設定する音声ビーム設定モードの実行時に、ビーム形成部１５ヘテスト音声信号を出力して、スピーカアレイ２０から出力させるテスト音声の音声ビームをスイープ（旋回）させる。

測定データ分析処理部１３は、音声ビーム設定モード実行時に、スピーカアレイ２０から出力されてマイクロフォン４０で集音したテスト音声信号を、記憶部３に記憶させる。又、測定データ分析処理部１３は、音声信号の収集が完了すると、記憶部３に記憶させた音声信号を読み出して音声信号のピークを検出し、各ピークに基づいてマルチチャンネルを構成する各チャンネルの音声の出力角度を設定し、その結果をビーム制御処理部１２へ出力する。

ビーム制御処理部１２は、測定データ分析処理部１３から出力された分析結果に基づいて各チャンネルの角度設定を行うための角度設定信号をビーム形成部１５へ出力する。

ビーム形成部１５は、スピーカアレイ２０を構成する各スピーカ２１、ハイトスピーカアレイ３０Ｌ、ハイトスピーカアレイ３０Ｒを構成するスピーカ３１毎に、遅延部１６やパワーアンプ１７を含むブロックを有している。スピーカアレイ２０の各スピーカ２１に対するブロックは、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ、Ｃｃｈの各チャンネルに係る音声信号を夫々遅延処理する遅延部１６と、遅延部１６から出力された各チャンネルの音声信号を加算する加算器１８と、音声ビームを形成する為に加算器１８から出力された信号を増幅するパワーアンプ１７を備えている。当該各ブロックの出力には、夫々、スピーカ２１が接続されている。

そして、ハイトスピーカアレイ３０Ｌの各スピーカ３１に対するブロックは、ＨＬｃｈに係る音声信号を遅延処理する遅延部１６と、ＨＬｃｈに係るハイト音声ビームＳＨを形成する為に遅延部１６から出力された信号を増幅するパワーアンプ１７を備えている。そして、ハイトスピーカアレイ３０Ｒの各スピーカ３１に対するブロックは、ＨＲｃｈに係る音声信号を遅延処理する遅延部１６と、ＨＲｃｈに係るハイト音声ビームＳＨを形成する為に遅延部１６から出力された信号を増幅するパワーアンプ１７を備えている。ハイトスピーカアレイ３０Ｒ、ハイトスピーカアレイ３０Ｌに係る各ブロックの出力には、スピーカ３１が夫々接続されている。

当該ビーム形成部１５は、システム制御部１０から出力された各チャンネルの角度設定信号に基づいて各チャンネルの音声ビームを形成して、スピーカアレイ２０、ハイトスピーカアレイ３０へ音声信号を出力する。又、ビーム形成部１５は、システム制御部１０からテスト信号が出力された場合には、スピーカアレイ２０、ハイトスピーカアレイ３０から出力する音声ビームをスイープさせるように音声信号を処理して、スピーカアレイ２０、ハイトスピーカアレイ３０へ音声信号を出力する。

スピーカアレイ２０は、ビーム形成部１５から出力された音声信号に基づいて、マルチチャンネルを構成するＬｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ、Ｃｃｈの各チャンネルの音声ビームを出力する。

ハイトスピーカアレイ３０は、ビーム形成部１５から出力された音声信号に基づいて、マルチチャンネルを構成するＨＬｃｈ、ＨＲｃｈの各チャンネルの音声ビームを出力する。具体的には、ハイトスピーカアレイ３０Ｌは、ビーム形成部１５から出力された音声信号に基づいて、ＨＬｃｈの音声ビームを出力し、ハイトスピーカアレイ３０Ｒは、ビーム形成部１５から出力された音声信号に基づいて、ＨＲｃｈの音声ビームを出力する。

尚、音声ビームの出力角度を設定する際に、測定精度を上げるように設定された場合、
システム制御部１０は、テスト音声ビームのスイープを複数回実行させて、音声信号の積算・平均化処理などを実行するようにスピーカアレイ装置１の各部を制御する。

（スピーカアレイ２０における各音声ビームの出力角度の設定）
続いて、第１実施形態に係るスピーカアレイ２０によるＬｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ、Ｃｃｈの各チャンネルに関して、音声ビームの出力角度の設定について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
尚、以下の説明においては、本発明を容易に理解できるように、スピーカアレイ装置１を設置する部屋Ｒｏが理想的な形状である直方体であるものとし、スピーカアレイ装置１の装置本体１Ａを部屋Ｒｏの前壁ＷＦの中央付近における壁際に設置した場合について説明する。

この場合、スピーカアレイ装置１の装置本体１Ａは、聴取者Ｕの所望の位置である前壁ＷＦの中央部における壁際に、スピーカアレイ２０の前面が前壁ＷＦと平行となり、後壁ＷＢに対向させて室内に向けて音声を出力するように設置される。音声ビームの出力角度の設定を開始する前に、マイクロフォン４０を、Ａ／Ｄコンバータ２に接続し、聴取者Ｕのリスニングポジション（聴取位置）に設置する。このとき、マイクロフォン４０の高さは、聴取者Ｕの耳の位置に合わせると良い。

スピーカアレイ装置１の装置本体１Ａ及びマイクロフォン４０の設置が完了して、スピーカアレイ２０に関する音声ビーム設定モードが設定されると、システム制御部１０は、スピーカアレイ２０からテスト音声ビームを出力し、マイクロフォン４０によって集音することにより、スピーカアレイ２０からマイクロフォン４０へと向かう直接音ＳＤの直接音出力角度ＡＤや、スピーカアレイ２０とマイクロフォン４０の間の水平距離（以下、視聴距離Ｄ）を測定する。

具体的には、システム制御部１０は、テスト信号をビーム形成部１５へ出力して、ビーム形成部１５でビームの方向がスイープするように形成したビーム信号をスピーカアレイ２０へ出力することによって、水平方向を０度としたときに垂直方向において、所定範囲（例えば、−４５度方向から＋４５度方向まで）を、テスト音声ビームをスイープ（旋回）させる。そして、システム制御部１０は、スピーカアレイ２０から出力された音声をマイクロフォン４０で集音して、集音した音声データを、Ａ／Ｄコンバータ２でデジタル音声信号に変換する。システム制御部１０は、デジタル音声信号に変換した音声データを旋回角度と対応付けて記憶部３に記憶し、これを解析することによって、直接音ＳＤの直接音出力角度ＡＤを特定する（図２（Ｂ）参照）。

又、システム制御部１０は、テスト音声ビームの出力時期及びマイクロフォン４０による当該テスト音声ビームの直接音の集音時期を参照することによって、スピーカアレイ２０とマイクロフォン４０の間の水平距離（以下、視聴距離Ｄ）を近似的に測定する。

尚、音声ビーム設定モードに際し、スピーカアレイ２０から出力されるテスト信号は、スピーカアレイ装置１の形状とスピーカアレイ２０の各スピーカ２１の配置によって決まるビーム角度をコントロール可能な帯域に制限された音声信号を出力するようにシステム制御部１０に設定されている。テスト音声信号としては、例えば、４ｋＨｚを中心とする周期性のない音波やホワイトノイズのように周期性のない音波などが好適である。

続いて、システム制御部１０は、テスト信号をビーム形成部１５へ出力して、ビーム形成部１５で形成したビーム信号をスピーカアレイ２０へ出力することにより、テスト音声ビームを、直接音出力角度ＡＤで水平方向へスイープさせる。テスト音声ビームの水平方向に係るスイープは、スピーカアレイ２０を部屋Ｒｏの上方から見た場合に、スピーカアレイ２０の前面と平行な一方の方向（０度方向）から、スピーカアレイ２０の前面と平行な他方の方向（１８０度方向）までの間をもって行われる。

そして、システム制御部１０は、部屋Ｒｏの壁に反射した反射音又はスピーカアレイ２０から出力された直接音をマイクロフォン４０で集音して、集音した音声データをＡ／Ｄコンバータ２でデジタル音声信号に変換する。システム制御部１０は、デジタル音声信号に変換した音声データを旋回角度と対応付けて記憶部３に記憶し、これを解析することによって、妥当な範囲にあるゲインレベルの高いピーク値の旋回角度を、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ及びＣｃｈの音声ビームを出力する水平方向への出力角度に設定する。

このようにして、水平方向への出力角度が設定されると、スピーカアレイ装置１は、外部からオーディオ音声などが入力されると、図２（Ａ）に示すように、聴取者Ｕに対して、Ｃｃｈの音声を直接音として出力し、Ｌｃｈの音声を左壁ＷＬで１回反射する反射音として、Ｒｃｈの音声を右壁ＷＲで１回反射する反射音として出力する。そして、当該スピーカアレイ装置１は、ＳＬｃｈの音声を左壁ＷＬ及び後壁ＷＢで２回反射する反射音として出力し、ＳＲｃｈの音声を右壁ＷＲ及び後壁ＷＢで２回反射する反射音として出力する。

従って、聴取者Ｕは、聴取位置の前方に位置するスピーカアレイ装置１から出力されたＣｃｈ、聴取位置の左前方に位置する仮想スピーカ９０ＬからのＬｃｈ、聴取位置の左後方に位置する仮想スピーカ９０ＳＬからのＳＬｃｈ、聴取位置の右後方に位置する仮想スピーカ９０ＳＲからのＳＲｃｈ、聴取位置の右前方に位置する仮想スピーカ９０ＲからのＲｃｈを、聴取位置で聞くことができるので、理想的なサラウンド音声を楽しむことができる。

（ハイトスピーカアレイ３０におけるハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定）
続いて、第１実施形態に係るハイトスピーカアレイ３０によるＨＬｃｈ、ＨＲｃｈの各チャンネルに関して、ハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

上述したように、ハイトチャンネル（ＨＬｃｈ、ＨＲｃｈ）は、前側上方に位置する仮想スピーカ９０ＨＬ、仮想スピーカ９０ＨＲから視聴位置へ向かって出力される音声ビームであり、高さ方向（上下方向）に係る音場表現を行う。従って、スピーカアレイ装置１の各ハイトスピーカアレイ３０からハイト音声ビームＳＨを出力する場合には、当該ハイト音声ビームＳＨは、部屋Ｒｏの天井ＣＥに少なくとも１回反射された後に、聴取位置（マイクロフォン４０）に到達するように出力される必要があり、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨもこの要件を満たすように設定される。

当該スピーカアレイ装置１においては、ハイトスピーカアレイ３０によるハイト音声ビームＳＨの出力角度を設定する場合、システム制御部１０は、ハイトスピーカアレイ３０からテスト音声ビームを出力し、マイクロフォン４０によって集音することにより、ハイト音声ビームＳＨの出力角度（ハイト音声ビーム出力角度ＡＨ）を特定する。

具体的には、システム制御部１０は、テスト信号をビーム形成部１５へ出力して、ビーム形成部１５で形成したビーム信号をハイトスピーカアレイ３０へ出力することによって、水平方向を０度としたときに垂直方向において、ハイトスイープ開始角度ＡＳからハイトスイープ範囲ＲＳを、テスト音声ビームを垂直方向に向かってスイープ（旋回）させる。そして、システム制御部１０は、ハイトスピーカアレイ３０から出力された音声をマイクロフォン４０で集音して、集音した音声データを、Ａ／Ｄコンバータ２でデジタル音声信号に変換する。システム制御部１０は、デジタル音声信号に変換した音声データを旋回角度と対応付けて記憶部３に記憶し、これを解析することによって、ハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨを特定する。

ハイトスピーカアレイ３０に関する音声ビーム設定モードが設定されると、システム制御部１０は、記憶部３からスピーカアレイ２０とマイクロフォン４０（視聴位置）との間の視聴距離Ｄを読み出し、当該視聴距離Ｄに基づいて、ハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳを設定する。

図４に示すように、システム制御部１０は、視聴距離Ｄが大きい程、ハイトスイープ開始角度ＡＳを小さく設定し、視聴距離Ｄが小さい程、ハイトスイープ開始角度ＡＳを大きく設定する。第１実施形態においては、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨは、装置本体１Ａの前面を０度とした場合に、１００を視聴距離Ｄ（ｍ）で除算した値に設定される。尚、このハイト音声ビーム出力角度ＡＨの設定方法は、あくまで一例であり、適宜変更することが可能である。又、システム制御部１０は、視聴距離Ｄが大きい程、ハイトスイープ範囲ＲＳを大きく設定し、視聴距離Ｄが小さい程、ハイトスイープ範囲ＲＳを小さく設定する。

（視聴距離Ｄが大きい場合のハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定）
第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１に関し、視聴距離Ｄが大きい場合におけるハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定について、図５を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、視聴距離Ｄが大きい場合、システム制御部１０は、ハイトスイープ開始角度ＡＳを小さく設定すると共に、ハイトスイープ範囲ＲＳを大きく設定する。尚、図５（Ｂ）は、マイクロフォン４０によって集音された音声信号のレベルと、ハイト音声ビームに係るテスト音声ビームの旋回角度との関係を示す。図５（Ｂ）に係る実線は、マイクロフォン４０によって実際に集音されるテスト音声ビームの信号レベルを示し、破線は、テスト音声ビームが出力されたと仮定した場合に集音される信号レベルを示す。

ここで、図５（Ａ）に示すように、視聴距離Ｄに基づいて設定されるハイトスイープ開始角度ＡＳは、視聴距離Ｄが大きい程、小さく設定されるが、直接音出力角度ＡＤよりも常に大きく設定される。ここで、ハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定に際して、ハイトスピーカアレイ３０によってテスト音声ビームを旋回させた場合に、テスト音声ビームは、ハイトスイープ開始角度ＡＳから垂直上方へ向かって旋回する。従って、当該スピーカアレイ装置１によれば、ハイトスイープ範囲ＲＳ内に直接音ＳＤが含まれることはなく、少なくとも天井ＣＥによって反射された反射音のみを、マイクロフォン４０によって集音することができる（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）。つまり、スピーカアレイ装置１によれば、ハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨとして、直接音ＳＤの直接音出力角度ＡＤが誤って設定されることはなく、天井ＣＥによって反射された反射音の出力角度を設定することができる。

又、視聴距離Ｄが大きくなる程、ハイトスピーカアレイ３０からの音声ビームが、視聴位置（聴取者Ｕ及びマイクロフォン４０）に被りにくくなる為、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨを小さく、ハイトスイープ範囲ＲＳを大きく設定することによって、原理的に視聴距離Ｄが大きくなることで小さくなるハイト音声ビーム出力角度ＡＨを、漏れなく検出することができる。即ち、この場合において、スピーカアレイ装置１は、ハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨを、適切に設定することができる。

（視聴距離Ｄが小さい場合のハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定）
第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１に関し、視聴距離Ｄが小さい場合におけるハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定について、図６を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、視聴距離Ｄが小さい場合、システム制御部１０は、ハイトスイープ開始角度ＡＳを大きく設定すると共に、ハイトスイープ範囲ＲＳを小さく設定する。尚、図６（Ｂ）は、マイクロフォン４０によって集音された音声信号のレベルと、ハイト音声ビームに係るテスト音声ビームの旋回角度との関係を示す。図６（Ｂ）に係る実線は、マイクロフォン４０によって実際に集音されるテスト音声ビームの信号レベルを示し、破線は、テスト音声ビームが出力されたと仮定した場合に集音される信号レベルを示す。

ここで、図６（Ａ）に示すように、視聴距離Ｄに基づいて設定されるハイトスイープ開始角度ＡＳは、視聴距離Ｄが小さい程、大きく設定されるが、直接音出力角度ＡＤよりも常に大きく設定される。ここで、ハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定に際して、ハイトスピーカアレイ３０によってテスト音声ビームを旋回させた場合に、テスト音声ビームは、ハイトスイープ開始角度ＡＳから垂直上方へ向かって旋回する。従って、ハイトスイープ範囲ＲＳ内に、直接音ＳＤが含まれることはなく、少なくとも天井ＣＥによって反射された反射音のみを、マイクロフォン４０によって集音することができる（図６（Ａ）、（Ｂ）参照）。つまり、スピーカアレイ装置１によれば、ハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨとして、直接音ＳＤの直接音出力角度ＡＤが誤って設定されることはなく、天井ＣＥによって反射された反射音の出力角度を設定することができる。

又、視聴距離Ｄが小さくなる程、ハイトスピーカアレイ３０からの音声ビームが、視聴位置（聴取者Ｕ及びマイクロフォン４０）に被り易くなる為、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨを大きく、ハイトスイープ範囲ＲＳを小さく設定することによって、視聴位置における被りの影響がない出力角度から、テスト音声ビームのスイープを行うことができ、ハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨを、効率よく設定することができる。

尚、図示は省略するが、図５、図６の何れであっても、マイクロフォン４０によって集音したテスト音声ビームに係る信号レベルのピークがハイトスイープ範囲ＲＳ内に複数存在した場合、システム制御部１０は、複数のピークの内、信号レベルが最大となるピークに対応する出力角度を、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨに設定する。これにより、当該スピーカアレイ装置１によれば、複数のピークの内で最も適切な出力角度を、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨとして設定することができ、もって、より高度な音場表現を実現することができる。

以上説明したように、第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１は、システム制御部１０と、ハイトスピーカアレイ３０と、マイクロフォン４０を有しており、スピーカアレイ装置１の装置本体１Ａとマイクロフォン４０との間の視聴距離Ｄに応じて、ハイトスピーカアレイ３０から出力されるテスト音声ビームのハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳを設定する（図４〜図６参照）。そして、当該スピーカアレイ装置１は、視聴距離Ｄに応じて設定されたハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳに従って、テスト音声ビームを旋回させて出力し、マイクロフォン４０によって集音したテスト音声ビームに係る音声データを解析することによって、ハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨを設定する。

これにより、当該スピーカアレイ装置１によれば、少なくとも天井ＣＥによって反射されたテスト音声ビームの反射音を、マイクロフォン４０によって集音して、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨの設定に用いる為、直接音出力角度ＡＤがハイト音声ビーム出力角度ＡＨとして誤って設定されることはなく、ハイトチャンネルとして適切なハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨを設定することができる。又、当該スピーカアレイ装置１によれば、視聴距離Ｄに応じて、ハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳを変更することで、より効率の良いテスト音声ビームのスイープを行うことができ、もって、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨの設定を、容易かつ効率よく行うことができる。

又、当該スピーカアレイ装置１は、マイクロフォン４０によって集音したテスト音声ビームに係る信号レベルのピークがハイトスイープ範囲ＲＳ内に複数存在した場合、複数のピークの内、信号レベルが最大となるピークに対応する出力角度を、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨに設定する。これにより、当該スピーカアレイ装置１によれば、複数のピークの内で最も適切な出力角度を、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨとして設定することができ、もって、より高度な音場表現を実現することができる。

（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態と異なる実施形態（第２実施形態）について、図７〜図９を参照しつつ詳細に説明する。尚、第２実施形態に係るスピーカアレイ装置１は、第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１と略同一の基本的構成を有しており、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨの設定方式が相違する。第１実施形態と同一の構成については、その説明を省略し、相違点に係る構成について、詳細に説明する。

（第２実施形態におけるハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定）
続いて、第２実施形態に係るハイトスピーカアレイ３０によるＨＬｃｈ、ＨＲｃｈの各チャンネルに関して、ハイト音声ビームＳＨの出力角度の設定について、図７〜図９を参照しつつ詳細に説明する。

第２実施形態に係るスピーカアレイ装置１においても、ハイトスピーカアレイ３０によるハイト音声ビームＳＨの出力角度を設定する場合、システム制御部１０は、ハイトスピーカアレイ３０からテスト音声ビームを出力しつつスイープさせて、テスト音声ビームに係る音声をマイクロフォン４０によって集音することにより、ハイト音声ビームＳＨの出力角度（ハイト音声ビーム出力角度ＡＨ）を特定する。

ハイトスピーカアレイ３０に関する音声ビーム設定モードが設定されると、システム制御部１０は、スピーカアレイ２０からマイクロフォン４０（視聴位置）へ直接到達する直接音ＳＤの直接音出力角度ＡＤと、所定のオフセット角度ＡＯを記憶部３から読み出し、当該直接音出力角度ＡＤとオフセット角度ＡＯに基づいて、ハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳを設定する。具体的には、システム制御部１０は、直接音出力角度ＡＤにオフセット角度ＡＯを加算することで、ハイトスイープ開始角度ＡＳを算出して設定する（図７参照）。

（オフセット角度ＡＯについて）
ここで、第２実施形態に係るハイトスイープ開始角度ＡＳの設定に用いられるオフセット角度ＡＯについて、図８を参照しつつ詳細に説明する。図８は、ハイトスピーカアレイ３０のスピーカ３１における指向特性と、音圧レベルとの関係性を示すグラフである。以下の説明において、図８において、最も音圧レベルの高いピークは、メインローブを示しており、メインビームの周囲に位置し、メインビームより小さな所定レベルの音圧を示す複数のピークは、サイドローブを示している。

第２実施形態に係るオフセット角度ＡＯは、メインローブのピークに対応する角度と、当該メインローブにおける音圧レベルがサイドローブのピークの音圧レベルまで下がった場合に示す際の角度との角度差によって定められる（図８参照）。

図７、図９に示すように、第２実施形態に係るスピーカアレイ装置１においては、直接音出力角度ＡＤにオフセット角度ＡＯを加算したハイトスイープ開始角度ＡＳからハイトスイープ範囲ＲＳを、テスト音声ビームを垂直方向に向かってスイープ（旋回）させる。これにより、当該スピーカアレイ装置１によれば、ハイトスイープ範囲ＲＳ内に、直接音ＳＤが含まれることはなく、少なくとも天井ＣＥによって反射された反射音のみを、マイクロフォン４０によって確実に集音することができる（図７、図９参照）。

尚、図示は省略するが、第２実施形態においても、マイクロフォン４０によって集音したテスト音声ビームに係る信号レベルのピークがハイトスイープ範囲ＲＳ内に複数存在した場合、システム制御部１０は、複数のピークの内、信号レベルが最大となるピークに対応する出力角度を、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨに設定する。これにより、当該スピーカアレイ装置１によれば、複数のピークの内で最も適切な出力角度を、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨとして設定することができ、もって、より高度な音場表現を実現することができる。

以上説明したように、第２実施形態に係るスピーカアレイ装置１は、第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１と同様、システム制御部１０と、ハイトスピーカアレイ３０と、マイクロフォン４０を有しており、スピーカアレイ装置１の装置本体１Ａとマイクロフォン４０との相対的な位置関係を示す直接音出力角度ＡＤ及びオフセット角度ＡＯによって、ハイトスピーカアレイ３０から出力されるテスト音声ビームのハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳを設定する（図７〜図９参照）。そして、当該スピーカアレイ装置１は、直接音出力角度ＡＤ及びオフセット角度ＡＯに応じて設定されたハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳに従って、テスト音声ビームを旋回させて出力し、マイクロフォン４０によって集音したテスト音声ビームに係る音声データを解析することで、ハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨを設定する。

これにより、当該スピーカアレイ装置１によれば、少なくとも天井ＣＥによって反射されたテスト音声ビームの反射音を、マイクロフォン４０によって集音して、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨの設定に用いる為、直接音出力角度ＡＤがハイト音声ビーム出力角度ＡＨとして誤って設定されることはなく、ハイトチャンネルとして適切なハイト音声ビームＳＨのハイト音声ビーム出力角度ＡＨを設定することができる。又、当該スピーカアレイ装置１によれば、直接音出力角度ＡＤ及びオフセット角度ＡＯに応じて、ハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳを変更することで、より効率の良いテスト音声ビームのスイープを行うことができ、もって、ハイト音声ビーム出力角度ＡＨの設定を、容易かつ効率よく行うことができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、スピーカアレイ装置１は、水平方向の音場表現を行う為のスピーカアレイ２０と、高さ（垂直）方向の音場表現を行う為のハイトスピーカアレイ３０を装置本体１Ａに有していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、ハイトスピーカアレイ３０のみを有する構成とすることも可能である。

又、本発明に係るスピーカアレイ装置のスピーカアレイは、音声ビームを垂直方向に旋回可能な構成であればよく、スピーカアレイを構成する複数のスピーカが、垂直方向に列設されていればよい。従って、上述した実施形態におけるスピーカアレイ２０を、本発明におけるスピーカアレイとして機能させることも可能である。

又、上述した実施形態においては、ハイトスピーカアレイ３０は、図１に示すように、装置本体１Ａにおいて垂直に延びる前面に、複数のスピーカ３１を上下方向に一直線状に配設して構成していたが、この態様に限定されるものではない。本発明におけるスピーカアレイは、複数のスピーカ３１を、少なくとも垂直方向の指向性が制御可能に配設して構成されていればよい。例えば、図１０に示すように、装置本体１Ａ天面の左右両端部において、前面側から背面側に向かう直線状に、複数のスピーカ３１を配設して、ハイトスピーカアレイ３０Ｌ、ハイトスピーカアレイ３０Ｒとする構成であってもよい。この場合、スピーカアレイ装置１は、背面側から前面側に向かって延びる各スピーカ３１の発音タイミングを遅延制御することで、垂直方向の指向性を制御し得る。

又、上述した実施形態に係るスピーカアレイ装置１においては、Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ、Ｃｃｈ、ＨＬｃｈ、ＨＲｃｈの７ｃｈからなるマルチチャンネルの構成であったが、この態様に限定されるものではなく、ハイトチャンネル（ＨＬｃｈ、ＨＲｃｈ）を再現する音声ビームを出力可能な構成であれば、種々の構成を採用することができる。例えば、水平方向に係る音場表現を行うマルチチャンネル（Ｌｃｈ、Ｒｃｈ、ＳＬｃｈ、ＳＲｃｈ、Ｃｃｈ）の構成を種々変更することも可能である。

第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１においては、視聴距離Ｄに基づいて、ハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ範囲ＲＳを設定する構成であったが、この態様に限定されるものではない。ハイトスイープ範囲ＲＳは、ハイトスイープ開始角度ＡＳ及びハイトスイープ終了角度ＡＥによって規定される為、ハイトスイープ開始角度ＡＳ又はハイトスイープ終了角度ＡＥのみを変更する構成であっても、ハイトスイープ範囲ＲＳを実質的に変更することができる。

そして、本発明における旋回範囲とは、ハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度を設定する為の範囲であり、テスト音声ビームのスイープ範囲で、且つ、マイクロフォン４０で集音した音声データの解析範囲である範囲を意味する。従って、テスト音声ビームのスイープ範囲と、集音した音声データの解析範囲を相違させた構成も採用し得る。例えば、或るスイープ範囲について、テスト音声ビームのスイープを行うことで集音した音声データに関し、位置情報（例えば、視聴距離Ｄ等）に基づいて、当該音声データに対する解析範囲を適切な範囲内に制限する構成とすることも可能である。

又、第１実施形態に係るスピーカアレイ装置１においては、視聴距離Ｄとして、スピーカアレイ２０とマイクロフォン４０の間の水平距離を用いていたが、この態様に限定されるものではない。即ち、スピーカアレイ２０とマイクロフォン４０の間の高低差を含めて考慮し、スピーカアレイ２０とハイトスピーカアレイ３０間の最短距離を用いることもできる。

又、上述した実施形態においては、ハイト音声ビームＳＨにおけるハイト音声ビーム出力角度ＡＨを設定する際に、テスト音声ビームのスイープ方向は、水平方向を０度とした場合に、０度側から垂直上方へ向かって旋回する構成であったが、この態様に限定されるものではなく、垂直上方から水平な０度側へ向かって旋回する構成に変更することも可能である。上述した実施形態からテスト音声ビームのスイープ方向を変更した場合、第１実施形態の場合には、視聴距離Ｄに基づいて、ハイトスイープ終了角度ＡＥが設定される。又、第２実施形態の場合には、直接音出力角度ＡＤとオフセット角度ＡＯに基づいて、ハイトスイープ終了角度ＡＥが設定される。

又、上述した実施形態においては、視聴距離Ｄや直接音出力角度ＡＤは、スピーカアレイ２０における音声ビームの出力角度を設定する際に取得した情報を、記憶部３から読み出して用いていたが、この態様に限定されるものではない。ハイトスピーカアレイ３０におけるハイト音声ビームＳＨの出力角度を設定する際に、ハイトスピーカアレイ３０からのテスト音声ビームを用いて、視聴距離Ｄや直接音出力角度ＡＤを測定することも可能である。

又、操作部４により入力された情報を用いて、視聴距離Ｄや直接音出力角度ＡＤを設定してもよい。操作部４により入力される情報としては、スピーカアレイ装置１の中心からマイクロフォン４０までの水平距離（即ち、視聴距離Ｄ）、スピーカアレイ装置１とマイクロフォン４０の間の垂直方向の距離（高さの差）等が挙げられ、視聴距離Ｄと高さの差を用いることで直接音出力角度ＡＤを算出することができる。尚、尚、操作部４を用いて入力される距離は、ユーザが測定する必要がある。

尚、上述した各実施形態において、スピーカアレイ装置１は、本発明のスピーカアレイ装置の一例である。そして、ハイトスピーカアレイ３０は、本発明のスピーカアレイの一例である。システム制御部１０、ビーム形成部１５は、本発明の信号処理手段の一例である。システム制御部１０、ビーム制御処理部１２は、本発明のテスト音声出力手段の一例である。マイクロフォン４０は、本発明のマイクロフォンの一例である。操作部４、システム制御部１０、ビーム制御処理部１２、測定データ分析処理部１３、ビーム形成部１５は、本発明の位置情報取得手段の一例である。システム制御部１０は、本発明の旋回範囲設定手段の一例である。そして、記憶部３は、本発明の記憶手段の一例であり、システム制御部１０、測定データ分析処理部１３、ビーム形成部１５は、本発明の出力角度設定手段の一例である。又、視聴距離Ｄ、直接音出力角度ＡＤは、本発明の位置情報の一例である。

１スピーカアレイ装置
３記憶部
４操作部
１０システム制御部
１１ユーザＩ／Ｆ処理部
１２ビーム制御処理部
１３測定データ分析処理部
１５ビーム形成部
２０スピーカアレイ
２１スピーカ
３０ハイトスピーカアレイ
３１スピーカ
４０マイクロフォン
Ｄ視聴距離
ＡＤ直接音出力角度
ＡＯオフセット角度
ＳＨハイト音声ビーム
ＡＨハイト音声ビーム出力角度
ＡＳハイトスイープ開始角度
ＲＳハイトスイープ範囲

Claims

少なくとも垂直方向の指向性が制御可能に配設された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の全部又は一部のスピーカに対して、外部から入力された音声信号を分配し、当該スピーカから出力する音声の出力タイミングを制御して、前記スピーカアレイから音声ビームを出力させる信号処理手段と、
前記信号処理手段にテスト音声信号を入力し、当該テスト音声信号に基づくテスト音声ビームを前記スピーカアレイから出力させて、当該テスト音声ビームを垂直方向へ旋回させるテスト音声出力手段と、
聴取位置に設置されるマイクロフォンと、
前記スピーカアレイと前記マイクロフォンとの相対的な位置関係を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段により取得した位置情報に基づいて、前記スピーカアレイから出力される前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を、前記マイクロフォンによって前記テスト音声ビームの反射音を集音可能な範囲に設定する旋回範囲設定手段と、
前記マイクロフォンによって集音された前記テスト音声ビームの音声データを、前記テスト音声ビームの旋回角度と関連付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された音声データにおける信号レベルのピークに対応する旋回角度を、垂直方向の音場表現を行う為のハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度に設定する出力角度設定手段と、を有する
ことを特徴とするスピーカアレイ装置。
前記位置情報取得手段は、
前記スピーカアレイと前記マイクロフォンの間の距離を、前記位置情報として取得し、
前記旋回範囲設定手段は、
前記位置情報として取得した前記スピーカアレイと前記マイクロフォンの間の距離に基づいて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回開始角度又は旋回終了角度と、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定する
ことを特徴とする請求項１記載のスピーカアレイ装置。
前記位置情報取得手段は、
前記マイクロフォンにて集音した音に基づいて特定した当該マイクロフォンの方向を示す垂直角度を、前記位置情報として取得し、
前記旋回範囲設定手段は、
前記位置情報として取得した前記垂直角度及び所定のオフセット角度に基づいて、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回開始角度又は旋回終了角度と、前記テスト音声ビームの垂直方向に対する旋回範囲を設定する
ことを特徴とする請求項１記載のスピーカアレイ装置。
前記出力角度設定手段は、
前記記憶手段に記憶された音声データにおける信号レベルに関して、前記旋回範囲設定手段によって設定された旋回範囲内に複数のピークが含まれている場合に、
当該旋回範囲内において、信号レベルが最大となるピークの旋回角度を、垂直方向の音場表現を行う為のハイトチャンネルに係る音声ビームの出力角度に設定する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のスピーカアレイ装置。