JPH11127495A - 指向性スピーカ装置 - Google Patents
指向性スピーカ装置Info
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- JPH11127495A JPH11127495A JP29126697A JP29126697A JPH11127495A JP H11127495 A JPH11127495 A JP H11127495A JP 29126697 A JP29126697 A JP 29126697A JP 29126697 A JP29126697 A JP 29126697A JP H11127495 A JPH11127495 A JP H11127495A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定の領域に拡声音を放射する指向性スピー
カ装置に関し、音源の指向特性を信号処理によって制御
することにより、指向特性を鋭くすること。 【解決手段】 凹面状の反射板１を設け、その内部に音
源２Ａを取り付け、音源２Ａの音響放射面を反射板１に
向ける。音源２Ａの指向性を単一指向性にし、反射板１
を介さないで、受聴位置ｃに直接放射される成分を少な
くする。反射板２の焦点付近から出力された拡声音は反
射板１で反射され、ほぼ同位相で受聴位置の方向に放射
される。こうすると、騒音環境下でも特定位置の受聴者
にＳＮ比の高い音響を与えることができる。
カ装置に関し、音源の指向特性を信号処理によって制御
することにより、指向特性を鋭くすること。 【解決手段】 凹面状の反射板１を設け、その内部に音
源２Ａを取り付け、音源２Ａの音響放射面を反射板１に
向ける。音源２Ａの指向性を単一指向性にし、反射板１
を介さないで、受聴位置ｃに直接放射される成分を少な
くする。反射板２の焦点付近から出力された拡声音は反
射板１で反射され、ほぼ同位相で受聴位置の方向に放射
される。こうすると、騒音環境下でも特定位置の受聴者
にＳＮ比の高い音響を与えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、能動的指向性制御
により指向性の強い拡声音を出力する指向性スピーカ装
置に関するものである。
により指向性の強い拡声音を出力する指向性スピーカ装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】環境騒音の中でも、良好なＳＮ比で音響
再生が行われることが望ましい。このための従来の一例
として、回転楕円体状の音響反射板を用いた指向性スピ
ーカ装置が提案されている。以下、その従来例について
図面を参照しながら説明する。図８は特開平２−８７７
９７号に示される従来例１の指向性スピーカ装置の構成
図である。ここでは凹面状（パラボラ状）の反射板３１
を設け、その内側に音源３２を反射板３１の中央部に向
けて設置する。こうすると音源３２から出力された音響
は反射板３１で反射され、反射板３１の軸方向に強い指
向性を持った音響が音源３２の後方に出力される。
再生が行われることが望ましい。このための従来の一例
として、回転楕円体状の音響反射板を用いた指向性スピ
ーカ装置が提案されている。以下、その従来例について
図面を参照しながら説明する。図８は特開平２−８７７
９７号に示される従来例１の指向性スピーカ装置の構成
図である。ここでは凹面状（パラボラ状）の反射板３１
を設け、その内側に音源３２を反射板３１の中央部に向
けて設置する。こうすると音源３２から出力された音響
は反射板３１で反射され、反射板３１の軸方向に強い指
向性を持った音響が音源３２の後方に出力される。
【０００３】また、図９は特開平８−２２８３９４号に
示される従来例２の指向性スピーカ装置の構成図であ
る。ここでは、凹面状（半球状）の反射板４１を設け、
その内側に音源４２を反射板４１の中央部に向けて設置
する。音源４２と反射板４１とは一定の間隔が保たれ、
音源４２の後方には後面カバー４３が取り付けられてい
る。この後面カバー４３で音源４２の後面を覆うことに
よって、音源４２から直接後方に放射される音響を低減
させる。こうして発散成分を少なくすることにより、反
射板４１からの反射音による指向特性をより強調させて
いる。
示される従来例２の指向性スピーカ装置の構成図であ
る。ここでは、凹面状（半球状）の反射板４１を設け、
その内側に音源４２を反射板４１の中央部に向けて設置
する。音源４２と反射板４１とは一定の間隔が保たれ、
音源４２の後方には後面カバー４３が取り付けられてい
る。この後面カバー４３で音源４２の後面を覆うことに
よって、音源４２から直接後方に放射される音響を低減
させる。こうして発散成分を少なくすることにより、反
射板４１からの反射音による指向特性をより強調させて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示した従来例１の指向性スピーカ装置では、音源３２の
後方からも音響が放射し、音源３２を中心に音響が四散
するため、狭い指向特性を得ることは困難であった。ま
た、図９に示した従来例２の指向性スピーカ装置では、
音源４２の後方からの音響放射を低減するために、吸音
材料や遮音材料で構成された後面カバー４３を設けてい
るが、非常に高い周波数以外では、放射音響の低減は困
難であった。
示した従来例１の指向性スピーカ装置では、音源３２の
後方からも音響が放射し、音源３２を中心に音響が四散
するため、狭い指向特性を得ることは困難であった。ま
た、図９に示した従来例２の指向性スピーカ装置では、
音源４２の後方からの音響放射を低減するために、吸音
材料や遮音材料で構成された後面カバー４３を設けてい
るが、非常に高い周波数以外では、放射音響の低減は困
難であった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、音源の後方から放射される音
響を低減し、反射板による鋭い指向特性を実現する指向
性スピーカ装置を提供するものである。
てなされたものであって、音源の後方から放射される音
響を低減し、反射板による鋭い指向特性を実現する指向
性スピーカ装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本願の請求項１記載の発明は、凹面状の反射板
と、前記反射板の中心方向に単一指向性を有するよう、
前記反射板の内部に取り付けられた音源と、を具備する
ことを特徴とするものである。
めに、本願の請求項１記載の発明は、凹面状の反射板
と、前記反射板の中心方向に単一指向性を有するよう、
前記反射板の内部に取り付けられた音源と、を具備する
ことを特徴とするものである。
【０００７】本願の請求項２記載の発明は、凹面状の反
射板と、音響信号を出力する音響信号源と、前記反射板
の中心方向に単一指向性を有するよう前記反射板の内部
に取り付けられ、制御音を出力する制御音源と拡声音を
出力する拡声音源とからなる音源と、前記拡声音と前記
制御音との干渉により、所望の指向性を有する音響空間
を形成するため、前記音響信号源の音響信号の振幅又は
位相を制御して制御音信号を生成し、前記制御音源に与
える信号処理手段と、を具備することを特徴とするもの
である。
射板と、音響信号を出力する音響信号源と、前記反射板
の中心方向に単一指向性を有するよう前記反射板の内部
に取り付けられ、制御音を出力する制御音源と拡声音を
出力する拡声音源とからなる音源と、前記拡声音と前記
制御音との干渉により、所望の指向性を有する音響空間
を形成するため、前記音響信号源の音響信号の振幅又は
位相を制御して制御音信号を生成し、前記制御音源に与
える信号処理手段と、を具備することを特徴とするもの
である。
【０００８】本願の請求項３記載の発明は、請求項２の
指向性スピーカ装置において、信号処理手段は、前記制
御音源の制御音放射空間に取り付けられ、前記拡声音と
前記制御音の合成音を検出する誤差検出器と、前記制御
音源から前記誤差検出器に至る音響空間の伝達関数をＣ
とするとき、音響信号源の出力する音響信号に対して伝
達関数Ｃを乗算するＦＸフィルタと、前記音響信号源の
音響信号に対して伝達関数Ｆで畳込み演算を行い、演算
結果を制御音信号として前記制御音源に与える適応フィ
ルタと、前記誤差検出器の出力を誤差信号とし、前記Ｆ
Ｘフィルタの出力を基準信号として入力し、前記誤差信
号が小さくなるように前記適応フィルタの係数を更新
し、前記伝達関数Ｆを最適化する係数更新器と、を具備
することを特徴とするものである。
指向性スピーカ装置において、信号処理手段は、前記制
御音源の制御音放射空間に取り付けられ、前記拡声音と
前記制御音の合成音を検出する誤差検出器と、前記制御
音源から前記誤差検出器に至る音響空間の伝達関数をＣ
とするとき、音響信号源の出力する音響信号に対して伝
達関数Ｃを乗算するＦＸフィルタと、前記音響信号源の
音響信号に対して伝達関数Ｆで畳込み演算を行い、演算
結果を制御音信号として前記制御音源に与える適応フィ
ルタと、前記誤差検出器の出力を誤差信号とし、前記Ｆ
Ｘフィルタの出力を基準信号として入力し、前記誤差信
号が小さくなるように前記適応フィルタの係数を更新
し、前記伝達関数Ｆを最適化する係数更新器と、を具備
することを特徴とするものである。
【０００９】本願の請求項４記載の発明は、凹面状の反
射板と、音響信号を出力する音響信号源と、前記反射板
の中心方向に単一指向性を有するよう前記反射板の内部
に取り付けられ、制御音を出力する制御音源と拡声音を
出力する拡声音源とからなる音源と、前記拡声音と前記
制御音との干渉により、所望の指向性を有する音響空間
を形成するため、前記音響信号源の音響信号の振幅又は
位相を制御して制御音信号を生成し、前記制御音源に与
える信号処理手段と、前記音響信号源の出力する音響信
号に対して遅延制御、振幅制御、位相制御の少なくとも
１つの制御を行い、前記拡声音源に与える信号補正手段
と、を具備することを特徴とするものである。
射板と、音響信号を出力する音響信号源と、前記反射板
の中心方向に単一指向性を有するよう前記反射板の内部
に取り付けられ、制御音を出力する制御音源と拡声音を
出力する拡声音源とからなる音源と、前記拡声音と前記
制御音との干渉により、所望の指向性を有する音響空間
を形成するため、前記音響信号源の音響信号の振幅又は
位相を制御して制御音信号を生成し、前記制御音源に与
える信号処理手段と、前記音響信号源の出力する音響信
号に対して遅延制御、振幅制御、位相制御の少なくとも
１つの制御を行い、前記拡声音源に与える信号補正手段
と、を具備することを特徴とするものである。
【００１０】本願の請求項５記載の発明は、請求項４の
指向性スピーカ装置において、信号処理手段は、前記制
御音源の制御音放射空間に取り付けられ、前記拡声音と
前記制御音の合成音を検出する誤差検出器と、前記制御
音源から前記誤差検出器に至る音響空間の伝達関数をＣ
とするとき、音響信号源の出力する音響信号に対して伝
達関数Ｃを乗算するＦＸフィルタと、前記音響信号源の
音響信号に対して伝達関数Ｆで畳込み演算を行い、演算
結果を制御音信号として前記制御音源に与える適応フィ
ルタと、前記誤差検出器の出力を誤差信号とし、前記Ｆ
Ｘフィルタの出力を基準信号として入力し、前記誤差信
号が小さくなるように前記適応フィルタの係数を更新し
て、伝達関数Ｆを最適化する係数更新器と、を具備する
ものであり、前記信号補正手段は、前記制御音源から放
射された制御音が前記誤差検出器に到達するのに要する
時間に相当する遅延時間で遅延制御を行い、かつ前記音
響信号に対して任意の振幅制御及び位相制御を行うこと
を特徴とするものである。
指向性スピーカ装置において、信号処理手段は、前記制
御音源の制御音放射空間に取り付けられ、前記拡声音と
前記制御音の合成音を検出する誤差検出器と、前記制御
音源から前記誤差検出器に至る音響空間の伝達関数をＣ
とするとき、音響信号源の出力する音響信号に対して伝
達関数Ｃを乗算するＦＸフィルタと、前記音響信号源の
音響信号に対して伝達関数Ｆで畳込み演算を行い、演算
結果を制御音信号として前記制御音源に与える適応フィ
ルタと、前記誤差検出器の出力を誤差信号とし、前記Ｆ
Ｘフィルタの出力を基準信号として入力し、前記誤差信
号が小さくなるように前記適応フィルタの係数を更新し
て、伝達関数Ｆを最適化する係数更新器と、を具備する
ものであり、前記信号補正手段は、前記制御音源から放
射された制御音が前記誤差検出器に到達するのに要する
時間に相当する遅延時間で遅延制御を行い、かつ前記音
響信号に対して任意の振幅制御及び位相制御を行うこと
を特徴とするものである。
【００１１】本願の請求項６記載の発明は、請求項５の
指向性スピーカ装置において、前記適応フィルタの伝達
関数Ｆは、前記制御音源から前記誤差検出器までの音響
伝達関数をＧとするとき、−Ｇ／Ｃであることを特徴と
するものである。
指向性スピーカ装置において、前記適応フィルタの伝達
関数Ｆは、前記制御音源から前記誤差検出器までの音響
伝達関数をＧとするとき、−Ｇ／Ｃであることを特徴と
するものである。
【００１２】本願の請求項７記載の発明は、請求項２〜
６のいずれか１項の指向性スピーカ装置において、前記
制御音源は、その音響放射面が前記拡声音源の音響放射
面と対称となるよう前記拡声音源と同一軸上に取付けら
れたことを特徴とするものである。
６のいずれか１項の指向性スピーカ装置において、前記
制御音源は、その音響放射面が前記拡声音源の音響放射
面と対称となるよう前記拡声音源と同一軸上に取付けら
れたことを特徴とするものである。
【００１３】本願の請求項８記載の発明は、請求項３，
５，６のいずれか１項の指向性スピーカ装置において、
前記誤差検出器は、前記拡声音源と前記制御音源の音響
放射面の中心を通る直線上に設置したとを特徴とするも
のである。
５，６のいずれか１項の指向性スピーカ装置において、
前記誤差検出器は、前記拡声音源と前記制御音源の音響
放射面の中心を通る直線上に設置したとを特徴とするも
のである。
【００１４】
（実施の形態１）本発明の実施の形態１における指向性
スピーカ装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施の形態の指向性スピーカ装置の構成図であ
る。本図に示すように、この指向性スピーカ装置は反射
板１と音源２Ａを含んで構成される。音源２Ａは曲線ａ
で示す指向特性を有するスピーカである。この音源２Ａ
は後方の指向性が特に弱く、その方向に受聴位置ｃがあ
る。音源２Ａは反射板１の内部に設置され、音源２Ａか
ら放射された音響（拡声音）はその大部分が反射板１で
反射し、直線ｂで示す経路を通して受聴位置ｃに到達す
る。
スピーカ装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施の形態の指向性スピーカ装置の構成図であ
る。本図に示すように、この指向性スピーカ装置は反射
板１と音源２Ａを含んで構成される。音源２Ａは曲線ａ
で示す指向特性を有するスピーカである。この音源２Ａ
は後方の指向性が特に弱く、その方向に受聴位置ｃがあ
る。音源２Ａは反射板１の内部に設置され、音源２Ａか
ら放射された音響（拡声音）はその大部分が反射板１で
反射し、直線ｂで示す経路を通して受聴位置ｃに到達す
る。
【００１５】音源２Ａの反射板１に覆われていない部分
に対しては、音響放射が少なく、反射板１で反射せずに
周囲に直接四散する拡声音が少ない。このため受聴位置
ｃに到来する拡声音の位相が揃い、且つ音圧が加算され
るので、鋭い指向特性が得られる。
に対しては、音響放射が少なく、反射板１で反射せずに
周囲に直接四散する拡声音が少ない。このため受聴位置
ｃに到来する拡声音の位相が揃い、且つ音圧が加算され
るので、鋭い指向特性が得られる。
【００１６】図２（ａ）、（ｂ）は指向性スピーカ装置
による放射拡声音の音圧分布を、境界要素法によるシミ
ュレーションによって求めた結果である。図２（ａ）は
従来の指向性スピーカ装置の音圧分布である。図２
（ｂ）は本実施の形態の指向性スピーカ装置の音圧分布
である。従来の指向性スピーカ装置の音の広がりより
も、本実施の形態の指向性スピーカ装置の音の広がりの
方が狭くなり、指向特性の制御が十分なされていること
が分かる。
による放射拡声音の音圧分布を、境界要素法によるシミ
ュレーションによって求めた結果である。図２（ａ）は
従来の指向性スピーカ装置の音圧分布である。図２
（ｂ）は本実施の形態の指向性スピーカ装置の音圧分布
である。従来の指向性スピーカ装置の音の広がりより
も、本実施の形態の指向性スピーカ装置の音の広がりの
方が狭くなり、指向特性の制御が十分なされていること
が分かる。
【００１７】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図３は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図である。なお、実施の形態１と同一部分に
は同一符号を付けてその説明を省略する。この指向性ス
ピーカ装置は、反射板１、音源２Ｂ、音響信号源５、信
号処理手段６を含んで構成される。
２における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図３は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図である。なお、実施の形態１と同一部分に
は同一符号を付けてその説明を省略する。この指向性ス
ピーカ装置は、反射板１、音源２Ｂ、音響信号源５、信
号処理手段６を含んで構成される。
【００１８】図３に示すように、反射板１の内部に音源
２Ｂが取り付けられる。この音源２Ｂは拡声音源３と制
御音源４から構成される。拡声音源３は音響信号源５か
らの音響信号を拡声音に変換して放射するスピーカであ
り、反射板１の中心に向けて取り付けられる。信号処理
手段６は音源２Ｂの出力特性が単一指向性となるよう、
音響信号源５からの音響信号に対して振幅及び位相の制
御を行い、その信号を制御音信号として制御音源４に出
力する。制御音源４は信号処理手段６からの制御音信号
を制御音に変換して放射するスピーカであり、拡声音源
３と同軸で逆向きに取り付けられる。
２Ｂが取り付けられる。この音源２Ｂは拡声音源３と制
御音源４から構成される。拡声音源３は音響信号源５か
らの音響信号を拡声音に変換して放射するスピーカであ
り、反射板１の中心に向けて取り付けられる。信号処理
手段６は音源２Ｂの出力特性が単一指向性となるよう、
音響信号源５からの音響信号に対して振幅及び位相の制
御を行い、その信号を制御音信号として制御音源４に出
力する。制御音源４は信号処理手段６からの制御音信号
を制御音に変換して放射するスピーカであり、拡声音源
３と同軸で逆向きに取り付けられる。
【００１９】このように構成すると、拡声音源３から放
射された拡声音と制御音源４から放射された制御音は相
互干渉を起こし、制御音源の位相，振幅を制御すること
で音源２Ｂの後方空間（制御音源４の前方）に直接形成
される音響空間の音圧が一層低くすることができる。こ
のため曲線ａで示すような強い指向特性が得られる。
射された拡声音と制御音源４から放射された制御音は相
互干渉を起こし、制御音源の位相，振幅を制御すること
で音源２Ｂの後方空間（制御音源４の前方）に直接形成
される音響空間の音圧が一層低くすることができる。こ
のため曲線ａで示すような強い指向特性が得られる。
【００２０】このように指向性の強い音源２Ｂに対し
て、実施の形態１と同様に反射板１が作用するため、音
源２Ｂから放射された拡声音は反射板１で反射し、受聴
点により多く集中することになる。また反射板１で反射
しない直接音が到来しなくなるので、受聴点における音
波の位相不揃いもより少なくなり、受聴点の音圧が向上
する。
て、実施の形態１と同様に反射板１が作用するため、音
源２Ｂから放射された拡声音は反射板１で反射し、受聴
点により多く集中することになる。また反射板１で反射
しない直接音が到来しなくなるので、受聴点における音
波の位相不揃いもより少なくなり、受聴点の音圧が向上
する。
【００２１】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図４は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図であり、実施の形態２と同一部分には同一
符号を付けて詳細な説明を省略する。この指向性スピー
カ装置は、反射板１、音源２Ｃ、音響信号源５、信号処
理手段６を含んで構成される。また音源２Ｃは、図３の
場合と同様に、同軸で反対向きに取り付けられた拡声音
源３と制御音源４とから構成される。
３における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図４は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図であり、実施の形態２と同一部分には同一
符号を付けて詳細な説明を省略する。この指向性スピー
カ装置は、反射板１、音源２Ｃ、音響信号源５、信号処
理手段６を含んで構成される。また音源２Ｃは、図３の
場合と同様に、同軸で反対向きに取り付けられた拡声音
源３と制御音源４とから構成される。
【００２２】信号処理手段６は、誤差検出器７、適応フ
ィルタ８、フィルタードＸフィルタ（ＦＸフィルタ）
９、係数更新器１０を含んで構成される。誤差検出器７
は制御音源４の近傍に設置されたマイクロホンである。
ＦＸフィルタ９は、制御音源４から誤差検出器７までの
伝達関数Ｃに等しい特性に設定されたフィルタである。
適応フィルタ８は音響信号源５の音響信号を入力し、伝
達関数Ｆで畳み込み演算を行い、その演算結果を制御音
信号として制御音源４に与えるフィルタである。
ィルタ８、フィルタードＸフィルタ（ＦＸフィルタ）
９、係数更新器１０を含んで構成される。誤差検出器７
は制御音源４の近傍に設置されたマイクロホンである。
ＦＸフィルタ９は、制御音源４から誤差検出器７までの
伝達関数Ｃに等しい特性に設定されたフィルタである。
適応フィルタ８は音響信号源５の音響信号を入力し、伝
達関数Ｆで畳み込み演算を行い、その演算結果を制御音
信号として制御音源４に与えるフィルタである。
【００２３】係数更新器１０はＦＸフィルタ９の出力を
基準信号とし、誤差検出器７の出力を誤差信号とし、Ｌ
ＭＳ（Least Mean Square ）アルゴリズム等を用いて誤
差信号が最小となるよう係数の更新演算を行い、適応フ
ィルタ８の係数を更新するものである。
基準信号とし、誤差検出器７の出力を誤差信号とし、Ｌ
ＭＳ（Least Mean Square ）アルゴリズム等を用いて誤
差信号が最小となるよう係数の更新演算を行い、適応フ
ィルタ８の係数を更新するものである。
【００２４】ここでは拡声音源３から誤差検出器７まで
の伝達関数をＧ、制御音源４から誤差検出器７までの伝
達関数をＣとする。係数更新器１０を動作させ、適応フ
ィルタ８を収束させると、誤差検出器７の出力信号は０
に近づく。この場合の適応フィルタ８の伝達関数Ｆは −Ｇ／Ｃ の特性に収束する。
の伝達関数をＧ、制御音源４から誤差検出器７までの伝
達関数をＣとする。係数更新器１０を動作させ、適応フ
ィルタ８を収束させると、誤差検出器７の出力信号は０
に近づく。この場合の適応フィルタ８の伝達関数Ｆは −Ｇ／Ｃ の特性に収束する。
【００２５】音響信号ｓに対して誤差検出器７での拡声
音源３からの放射音はｓ・Ｇとなる。一方、制御音源４
からの制御音は誤差検出器７で ｓ・（−Ｇ／Ｃ）・Ｃ＝−ｓ・Ｇ となる。このため拡声音と制御音は誤差検出器７の位置
で相互干渉し、 ｓ・Ｇ＋（−ｓ・Ｇ）＝０ となる。
音源３からの放射音はｓ・Ｇとなる。一方、制御音源４
からの制御音は誤差検出器７で ｓ・（−Ｇ／Ｃ）・Ｃ＝−ｓ・Ｇ となる。このため拡声音と制御音は誤差検出器７の位置
で相互干渉し、 ｓ・Ｇ＋（−ｓ・Ｇ）＝０ となる。
【００２６】こうして誤差検出器７の位置において拡声
音が制御音によって打ち消され、誤差検出器７の位置に
対して、音響放射が最も少なくなるという指向特性が実
現される。その結果、反射板１で反射しない直接音が到
来しなくなるので、受聴点に音圧の高い拡声音が集中
し、指向特性がより鋭くなる。
音が制御音によって打ち消され、誤差検出器７の位置に
対して、音響放射が最も少なくなるという指向特性が実
現される。その結果、反射板１で反射しない直接音が到
来しなくなるので、受聴点に音圧の高い拡声音が集中
し、指向特性がより鋭くなる。
【００２７】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図５は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図であり、実施の形態３と同一部分には同一
符号を付けて詳細な説明を省略する。この指向性スピー
カ装置は、反射板１、音源２Ｄ、音響信号源５、信号処
理手段６を含んで構成される。また音源２Ｄは、図４の
場合と同様に、同軸で反対向きに取り付けられた拡声音
源３と制御音源４とから構成される。信号処理手段６
は、実施の形態３と同様に、誤差検出器７、適応フィル
タ８、ＦＸフィルタ９、係数更新器１０を含んで構成さ
れる。
４における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図５は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図であり、実施の形態３と同一部分には同一
符号を付けて詳細な説明を省略する。この指向性スピー
カ装置は、反射板１、音源２Ｄ、音響信号源５、信号処
理手段６を含んで構成される。また音源２Ｄは、図４の
場合と同様に、同軸で反対向きに取り付けられた拡声音
源３と制御音源４とから構成される。信号処理手段６
は、実施の形態３と同様に、誤差検出器７、適応フィル
タ８、ＦＸフィルタ９、係数更新器１０を含んで構成さ
れる。
【００２８】本実施の形態には、音響信号源５と拡声音
源３との間に、信号補正手段１１が設けられている。信
号処理手段６で信号処理に要する時間をτ1 、制御音源
４から放射された制御音が誤差検出器７に到達するのに
要する時間τ2 とすると、信号補正手段１１は時間τ1
＋τ2 と略同一な遅延時間を音響信号ｓに対して設定
し、かつ音響信号ｓの振幅及び位相等を任意に制御し、
その信号を拡声音源３に出力するものである。
源３との間に、信号補正手段１１が設けられている。信
号処理手段６で信号処理に要する時間をτ1 、制御音源
４から放射された制御音が誤差検出器７に到達するのに
要する時間τ2 とすると、信号補正手段１１は時間τ1
＋τ2 と略同一な遅延時間を音響信号ｓに対して設定
し、かつ音響信号ｓの振幅及び位相等を任意に制御し、
その信号を拡声音源３に出力するものである。
【００２９】このような構成によって、拡声音源３に入
力する信号の遅延時間を、信号補正手段１１で調整でき
る。そのため、拡声音源３から誤差検出器７までの距離
が、制御音源４から誤差検出器７までの距離より近い場
合や、ＦＸフィルタ９、係数更新器１０、適応フィルタ
８による信号処理に時間を要する場合でも、所望の指向
特性が実現できる。例えば信号処理手段６の処理時間
が、拡声音の伝播時間に比べて長いと、前述した伝達関
数間の因果律を満たさなくなる。また信号補正手段１１
は拡声音源３から放射する拡声音の振幅や位相等の音響
特性を任意に補正できるため、受聴者は所望の音質で音
を享受できる。
力する信号の遅延時間を、信号補正手段１１で調整でき
る。そのため、拡声音源３から誤差検出器７までの距離
が、制御音源４から誤差検出器７までの距離より近い場
合や、ＦＸフィルタ９、係数更新器１０、適応フィルタ
８による信号処理に時間を要する場合でも、所望の指向
特性が実現できる。例えば信号処理手段６の処理時間
が、拡声音の伝播時間に比べて長いと、前述した伝達関
数間の因果律を満たさなくなる。また信号補正手段１１
は拡声音源３から放射する拡声音の振幅や位相等の音響
特性を任意に補正できるため、受聴者は所望の音質で音
を享受できる。
【００３０】（実施の形態５）次に本発明の実施の形態
５における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図６は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図であり、音源２Ｅのみを図示している。こ
の音源２Ｅは拡声音源３と制御音源４の取り付け位置を
同軸にしたことを特徴とするものである。
５における指向性スピーカ装置について、図面を参照し
ながら説明する。図６は本実施の形態の指向性スピーカ
装置の構成図であり、音源２Ｅのみを図示している。こ
の音源２Ｅは拡声音源３と制御音源４の取り付け位置を
同軸にしたことを特徴とするものである。
【００３１】ここでは制御音源４はその音響放射面４ａ
が拡声音源３の音響放射面３ａと対称になるよう同一軸
上に取付ける。そして制御音源４の前方に誤差検出器７
を取り付ける。
が拡声音源３の音響放射面３ａと対称になるよう同一軸
上に取付ける。そして制御音源４の前方に誤差検出器７
を取り付ける。
【００３２】このような構成により、拡声音源３からの
拡声音と制御音源４からの制御音の相互干渉によって得
られる指向特性を軸対称にすることができ、その音圧指
向特性も単一指向性に設定できるので、音源２Ｅを設置
する際の位置決めが容易になる。
拡声音と制御音源４からの制御音の相互干渉によって得
られる指向特性を軸対称にすることができ、その音圧指
向特性も単一指向性に設定できるので、音源２Ｅを設置
する際の位置決めが容易になる。
【００３３】（実施の形態６）次に本発明の実施の形態
６におけるに指向性スピーカ装置について、図面を参照
しながら説明する。図７は本実施の形態の指向性スピー
カ装置の構成図であり、音源２Ｆのみを図示している。
この音源２Ｆは拡声音源３と制御音源４と誤差検出器７
の取り付け位置を同軸にしたことを特徴とするものであ
る。誤差検出器７は制御音源３の近傍かつ音響放射面３
ａの中心と音響放射面４ａの中心を通る直線Ｌ上に位置
するように設置してある。
６におけるに指向性スピーカ装置について、図面を参照
しながら説明する。図７は本実施の形態の指向性スピー
カ装置の構成図であり、音源２Ｆのみを図示している。
この音源２Ｆは拡声音源３と制御音源４と誤差検出器７
の取り付け位置を同軸にしたことを特徴とするものであ
る。誤差検出器７は制御音源３の近傍かつ音響放射面３
ａの中心と音響放射面４ａの中心を通る直線Ｌ上に位置
するように設置してある。
【００３４】このような構成にすることによって、誤差
検出器７において拡声音源３からの拡声音に制御音源４
からの制御音を干渉させて相互に打ち消し合う際に得ら
れる指向特性ａは、直線Ｌに対して軸対称になる。この
ため、音源２を設置する際の位置決めが容易になる。
検出器７において拡声音源３からの拡声音に制御音源４
からの制御音を干渉させて相互に打ち消し合う際に得ら
れる指向特性ａは、直線Ｌに対して軸対称になる。この
ため、音源２を設置する際の位置決めが容易になる。
【００３５】
【発明の効果】以上のような指向性スピーカ装置によれ
ば、音源後方から放射する拡声音を低減し、反射板によ
る鋭い指向特性を実現することができる。
ば、音源後方から放射する拡声音を低減し、反射板によ
る鋭い指向特性を実現することができる。
【図１】本発明の実施の形態１における指向性スピーカ
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図２】（ａ）はシミュレーションによって求めた従来
の指向性スピーカ装置による放射拡声音の音圧分布であ
り、（ｂ）は本実施の形態の指向性スピーカ装置による
放射拡声音の音圧分布である。
の指向性スピーカ装置による放射拡声音の音圧分布であ
り、（ｂ）は本実施の形態の指向性スピーカ装置による
放射拡声音の音圧分布である。
【図３】本発明の実施の形態２における指向性スピーカ
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３における指向性スピーカ
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態４における指向性スピーカ
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態５における指向性スピーカ
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態６における指向性スピーカ
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図８】従来例１の指向性スピーカ装置の構成図であ
る。
る。
【図９】従来例２の指向性スピーカ装置の構成図であ
る。
る。
１ 反射板 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 音源 ３ 拡声音源 ３ａ，４ａ 音響放射面 ４ 制御音源 ５ 音響信号源 ６ 信号処理手段 ７ 誤差検出器 ８ 適応フィルタ ９ ＦＸフィルタ １０ 係数更新器 １１ 信号補正手段
Claims (8)
- 【請求項１】 凹面状の反射板と、 前記反射板の中心方向に単一指向性を有するよう、前記
反射板の内部に取り付けられた音源と、を具備すること
を特徴とする指向性スピーカ装置。 - 【請求項２】 凹面状の反射板と、 音響信号を出力する音響信号源と、 前記反射板の中心方向に単一指向性を有するよう前記反
射板の内部に取り付けられ、制御音を出力する制御音源
と拡声音を出力する拡声音源とからなる音源と、 前記拡声音と前記制御音との干渉により、所望の指向性
を有する音響空間を形成するため、前記音響信号源の音
響信号の振幅又は位相を制御して制御音信号を生成し、
前記制御音源に与える信号処理手段と、を具備すること
を特徴とする指向性スピーカ装置。 - 【請求項３】 信号処理手段は、 前記制御音源の制御音放射空間に取り付けられ、前記拡
声音と前記制御音の合成音を検出する誤差検出器と、 前記制御音源から前記誤差検出器に至る音響空間の伝達
関数をＣとするとき、音響信号源の出力する音響信号に
対して伝達関数Ｃを乗算するＦＸフィルタと、 前記音響信号源の音響信号に対して伝達関数Ｆで畳込み
演算を行い、演算結果を制御音信号として前記制御音源
に与える適応フィルタと、 前記誤差検出器の出力を誤差信号とし、前記ＦＸフィル
タの出力を基準信号として入力し、前記誤差信号が小さ
くなるように前記適応フィルタの係数を更新し、前記伝
達関数Ｆを最適化する係数更新器と、を具備することを
特徴とする請求項２記載の指向性スピーカ装置。 - 【請求項４】 凹面状の反射板と、 音響信号を出力する音響信号源と、 前記反射板の中心方向に単一指向性を有するよう前記反
射板の内部に取り付けられ、制御音を出力する制御音源
と拡声音を出力する拡声音源とからなる音源と、 前記拡声音と前記制御音との干渉により、所望の指向性
を有する音響空間を形成するため、前記音響信号源の音
響信号の振幅又は位相を制御して制御音信号を生成し、
前記制御音源に与える信号処理手段と、 前記音響信号源の出力する音響信号に対して遅延制御、
振幅制御、位相制御の少なくとも１つの制御を行い、前
記拡声音源に与える信号補正手段と、を具備することを
特徴とする指向性スピーカ装置。 - 【請求項５】 信号処理手段は、 前記制御音源の制御音放射空間に取り付けられ、前記拡
声音と前記制御音の合成音を検出する誤差検出器と、 前記制御音源から前記誤差検出器に至る音響空間の伝達
関数をＣとするとき、音響信号源の出力する音響信号に
対して伝達関数Ｃを乗算するＦＸフィルタと、 前記音響信号源の音響信号に対して伝達関数Ｆで畳込み
演算を行い、演算結果を制御音信号として前記制御音源
に与える適応フィルタと、 前記誤差検出器の出力を誤差信号とし、前記ＦＸフィル
タの出力を基準信号として入力し、前記誤差信号が小さ
くなるように前記適応フィルタの係数を更新して、伝達
関数Ｆを最適化する係数更新器と、を具備するものであ
り、 前記信号補正手段は、 前記制御音源から放射された制御音が前記誤差検出器に
到達するのに要する時間に相当する遅延時間で遅延制御
を行い、かつ前記音響信号に対して任意の振幅制御及び
位相制御を行うものであることを特徴とする請求項４記
載の指向性スピーカ装置。 - 【請求項６】 前記適応フィルタの伝達関数Ｆは、 前記制御音源から前記誤差検出器までの音響伝達関数を
Ｇとするとき、−Ｇ／Ｃであることを特徴とする請求項
５記載の指向性スピーカ装置。 - 【請求項７】 前記制御音源は、 その音響放射面が前記拡声音源の音響放射面と対称とな
るよう前記拡声音源と同一軸上に取付けられたことを特
徴とする請求項２〜６のいずれか１項記載の指向性スピ
ーカ装置。 - 【請求項８】 前記誤差検出器は、 前記拡声音源と前記制御音源の音響放射面の中心を通る
直線上に設置したとを特徴とする請求項３，５，６のい
ずれか１項記載の指向性スピーカ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29126697A JPH11127495A (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 指向性スピーカ装置 |
| DE69840513T DE69840513D1 (de) | 1997-10-23 | 1998-10-02 | Beschallungsanlage |
| US09/486,864 US7191022B1 (en) | 1997-10-23 | 1998-10-02 | Public addressing system |
| PCT/JP1998/004471 WO1999022549A1 (fr) | 1997-10-23 | 1998-10-02 | Systeme d'adressage public |
| EP98945599A EP1037501B1 (en) | 1997-10-23 | 1998-10-02 | Public addressing system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29126697A JPH11127495A (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 指向性スピーカ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11127495A true JPH11127495A (ja) | 1999-05-11 |
Family
ID=17766654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29126697A Pending JPH11127495A (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 指向性スピーカ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11127495A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656276B2 (en) | 2003-12-24 | 2010-02-02 | Pioneer Corporation | Notification control device, its system, its method, its program, recording medium storing the program, and travel support device |
| JP2015035820A (ja) * | 2014-10-01 | 2015-02-19 | 株式会社東芝 | 音響装置 |
| US9301044B2 (en) | 2012-07-23 | 2016-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Acoustic apparatus |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP29126697A patent/JPH11127495A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656276B2 (en) | 2003-12-24 | 2010-02-02 | Pioneer Corporation | Notification control device, its system, its method, its program, recording medium storing the program, and travel support device |
| US9301044B2 (en) | 2012-07-23 | 2016-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Acoustic apparatus |
| JP2015035820A (ja) * | 2014-10-01 | 2015-02-19 | 株式会社東芝 | 音響装置 |
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