WO2007007446A1

WO2007007446A1 - アレイスピーカシステムおよびアレイマイクシステム

Info

Publication number: WO2007007446A1
Application number: PCT/JP2006/306214
Authority: WO
Inventors: Toshiaki Ishibashi; Takuya Tamaru
Original assignee: Yamaha Corporation
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-01-18
Also published as: EP1909531A4; EP1909531A1; EP1909531B1; US8320596B2; US20100220877A1

Abstract

　本発明では、複数のスピーカ装置１Ａ～Ｄを連結する。それぞれのスピーカ装置は、連結位置を検出することができる。いずれか一つのマスタスピーカ装置にオーディオ信号を入力する。マスタスピーカ装置は、連結された他のスピーカ装置１と同期し、オーディオ信号を他のスピーカ装置１に供給する。また、各スピーカ装置１のスピーカユニット１１の遅延量をコントロールする。単一のスピーカ装置に対して、このアレイスピーカシステムの見かけ上の幅は２倍となり、スピーカユニットの間隔は１／３倍となる。したがって、指向制御可能となる周波数帯域が向上する。　また、本発明では、複数のマイク装置２０１Ａ～２０１Ｄを上下左右に連結する。それぞれのマイク装置は、連結位置を検出することができる。それぞれのマイク装置からマスタマイク装置に音声データを出力する。マスタマイク装置は、連結された他のマイク装置２０１と同期し、連結されたアレイマイクシステム全体でアレイマイクとみなして各マイク装置２０１のマイクユニット２１１の遅延量をコントロールする。単一のマイク装置に対して、このアレイマイクシステムの見かけ上の幅は２倍となり、マイクユニットの間隔は１／３倍となる。したがって、指向制御可能となる周波数帯域が向上する。

Description

明細書

アレイスピーカシステムおよびアレイマイクシステム

技術分野

[0001] この発明は、指向制御可能なアレイスピーカシステムに関し、特に指向制御可能周波数帯域を向上したアレイスピーカシステムに関する。更に、この発明は、指向制御可能なアレイマイクシステムに関し、特に指向制御可能周波数帯域を向上したアレイマイクシステムに関する。

本願は、 2005年 7月 14日に日本国特許庁において出願された特願 2005— 205 923号、及び 2005年 7月 19日に日本国特許庁において出願された特願 2005— 2 08321号に基づく優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 近年、家庭内で映画館の臨場感を楽しむことができるホームシァタが普及している。ホームシァタでは、 5. 1チャンネルサラウンドに代表されるように、受聴者を取り囲むように複数のスピーカ装置を設置するものが一般的である。しかし、このような複数のスピーカ装置により実現されるサラウンドシステムは、各スピーカ装置への配線が煩雑となり、また、複数のスピーカ装置を設置するためのスペースが必要になるという問題があった。

[0003] そこで、スピーカユニットをライン状に複数個並べたスピーカアレイを用い、スピーカアレイの音声ビームと部屋の壁面による反射を使った仮想音源を受聴者の周囲に作り出すオーディオ再生装置が提案されている（例えば、特開 2005— 64746号公報を参照)。

[0004] 図 7に、特開 2005— 64746号公報に記載のオーディオ再生装置におけるラインァレイスピーカの構造を示す。このラインアレイスピーカは、細長い筐体に複数のスピー力ユニット 21 (21 - 1〜21— n)をライン上に配列して構成される。各スピーカユニット 21は、間隔 dで等距離に配置されており、スピーカアレイの幅は Lとなる。

[0005] 複数のスピーカユニット 21に同位相の音声信号を入力すると、全てのスピーカュ- ット 21から出力される音声の合成波面は、平行で前方のみに伝搬する音声ビームとなる。前方以外の方向へ伝搬する音声成分は、各スピーカユニット 21から出力された成分が合成されることによって (干渉しあうことによって）打ち消され、前方に向かう成分のみが合成によって強められて音声ビームとして残る。また、スピーカユニット 21 力出力する音声を一端力他端に向けて順次遅延すると、合成波面はその遅延時間に応じて傾斜し、音声ビームを斜め方向に向けることができる。

[0006] このように、複数のスピーカユニットに入力する音声信号の遅延量を制御することで、目的の方向に音声ビームを向ける (指向特性を制御する）ことが可能である。

[0007] 図 7に示したようなラインアレイスピーカにおいては、スピーカアレイの幅 Lを大きく（スピーカユニットの数を多く）すると指向特性が鋭くなり、目的の方向に音声ビームを集中することができる。また、スピーカアレイの幅 Lを大きくすると、より低周波数帯域側まで指向制御が可能となる。

[0008] 音声ビームのビーム幅は以下の数式 1で決められる（ただし、 Vは音速、 fは周波数を表す)。

[0009] Θ =sin^_1 (v/fdn) · · · 数式 1

スピーカアレイの幅 Lを大きくするためには、スピーカユニットの数を増やしたり、また、同数で実施するにはスピーカユニットの間隔 dを大きくすればよい。しかし、スピ一力ユニットの間隔 dを大きくすると、空間的折り返し現象により、目的とする方向以外にも別の音声ビームが生じるという問題が発生するため、高周波数帯域の指向制御が困難となる。別の音声ビームを生じさせないためには、以下の数式 2の条件を満たすように dを設定しなければならな、。

[0010] d<v/2f · · · 数式 2

例えば、スピーカユニットの間隔 d=4. 5cm、スピーカアレイの幅 L = 67. 5cmとした場合の指向制御可能となる周波数帯域の低域周波数側は、数式 1より、約 500Hz となり、高域周波数側は、数式 2より、約 4kHzとなる。よって、指向制御可能となる周波数帯域は、約 500〜約 4kHz程度となり、電話音声程度の帯域再生はできるが、ホ一ムシァタに求められる帯域再生（例えば約 250Hz〜 12kHz)を実現することができなかった。これを実現させるためには、スピーカユニットの数を増やさなければならないが、スピーカユニットの数を多くするとコストがかかるという問題がある。 [0011] このように、指向制御可能周波数の向上とコストを抑制することとはトレードオフの関係にあった。

[0012] 従って、必要となる周波数帯域に応じて、指向制御可能周波数帯域を任意に設計することができるアレイスピーカシステムの必要性が求められて、る。

[0013] 通信会議等においては、発話者の音声を的確にマイクで収音することが要求される。そのため、指向性マイクを用い、発話者の方向の音声を効率よく収音することが行われている。

[0014] また、複数のマイクユニットからなる（ライン)アレイマイクを用いて、それぞれのマイクユニットの出力に遅延時間を設定し、指向性を制御する収音装置が提案されている（例えば、特開平 5— 91588号公報を参照)。

[0015] 図 14に、ラインアレイマイクの構造を示す。このラインアレイマイクは、細長い筐体に複数のマイクユニット 221 (221 - 1〜221— n)をライン上に配列して構成される。各マイクユニット 221は、間隔 dで等距離に配置されており、アレイマイクの幅は Lとな

2 2 る。

[0016] 複数のマイクユニット 221の前方力も垂直に到来する平面音波（同位相の音波）を、それぞれのマイクユニット 221で収音し、それぞれのマイクユニット 221が出力する音声信号を合成すると、同位相であるために強め合う。一方で、前面以外 (例えばラインアレイマイクの横方向）から到来する音波は、それぞれのマイクユニット 221で出力する音声信号の位相が異なるために、合成することで打ち消し合う。したがって、ァレイマイクの感度はビーム状に絞り込まれて、前方にのみ主感度（主ビーム）を形成する。

[0017] ここで、それぞれのマイクユニット 221から出力する音声信号を一端力も他端に向けて順次遅延すると、最大レベルとなる収音方向がその遅延時間に応じて傾斜し、主ビームを斜め方向に向けることができる。

[0018] このように、複数のマイクユニットが出力する音声信号の遅延量を制御することで、目的の方向から音声を収音する（指向特性を制御する)ことが可能である。

[0019] 図 14に示したようなラインアレイマイクにおいては、アレイマイクの幅 Lを大きく（マ

2

イクユニットの数を多く）すると指向特性が鋭くなり、目的の方向に主ビームを集中することができる。また、アレイマイクの幅 Lを大きくすると、より低周波数帯域側まで指

2

向制御が可能となる。

[0020] 主ビームのビーム幅は以下の数式 3で決められる（ただし、 Vは音速、 fは周波数を表す)。

[0021] Θ =sin^_1 (v/fd n) · · · 数式 3

2

マイクアレイの幅 Lを大きくするためには、マイクユニットの数を増やしたり、また、同数で実施するにはマイクユニットの間隔 dを大きくすればよい。しかし、マイクユニット

2

の間隔 d

2を大きくすると、空間的折り返し現象により、目的とする方向以外にも別の主ビームが生じるという問題が発生するため、高周波数帯域の指向制御が困難となる。別の主ビームを生じさせないためには、以下の数式 4の条件を満たすように dを設定

2 しなければならない。

[0022] d <v/2f · · · 数式 4

2

例えば、マイクユニットの間隔 d =4. 5cm、マイクアレイの幅 L =67. 5cmとした

2 2

場合の指向制御可能となる周波数帯域の低域周波数側は、数式 3において、ビーム幅をピーク値から 3dB下がる範囲としたときに、 0が ± 30° になるような値は約 500 Hzとなり、高域周波数側は、数式 4より、約 4kHzとなる。よって、指向制御可能となる周波数帯域は、約 500〜約 4kHz程度となり、電話音声程度の帯域収音はできるが、音楽録音用途に求められる帯域収音 (例えば約 250Hz〜12kHz)を実現することができな力つた。これを実現させるためには、マイクユニットの数を増やさなければならないが、マイクユニットの数を多くするとコストがかかるという問題がある。

[0023] このように、指向制御可能周波数の向上とコストを抑制することとはトレードオフの関係にあった。

[0024] 従って、必要となる周波数帯域に応じて、指向制御可能周波数帯域を任意に設計することができるアレイマイクシステムの必要性が求められている。

発明の開示

[0025] この発明のアレイスピーカシステムは、複数のスピーカユニットを直線上に配列したラインアレイユニットを、前記直線と直交する方向である上下方向、または前記直線の方向である左右方向に複数連結してなることを特徴とする。 [0026] この発明では、ラインアレイユニットを上下、または左右に連結する。例えば左右に 2つスピーカアレイを並列すると、見かけ上のスピーカアレイの幅 Lが 2倍となり、指向制御可能となる下限周波数が 2倍となる。

[0027] この発明は、さらに、上下方向に配置される複数のラインアレイユニットは、「各スピ一力ユニットの間隔 Z配列段数」ずつ左右にずらして連結されることを特徴とする。

[0028] この発明では、ラインアレイユニットを上下方向に n数重設する場合、スピーカュ- ットの間隔の lZnだけずらして重設する。スピーカユニットの間隔の lZnだけずらして重設すると、見かけ上のスピーカの間隔 dが lZn倍となり、指向制御可能となる上限周波数が n倍になる。

[0029] この発明は、さらに、複数のラインアレイユニットを左右方向に連結し、該左右方向の配置の中央部に他のラインアレイユニットを上下に連結したことを特徴とする。

[0030] この発明では、ラインアレイユニットを左右に並列して連結し、その中央部に他のラインアレイユニットを重設する。低周波数側の指向制御可能帯域は、スピーカアレイの幅を大きくすれば向上し、スピーカユニットの間隔は影響しないので、ラインアレイユニット左右端側の上下に別のラインアレイユニットを連結する必要はない。

[0031] この発明のラインアレイユニットは、直線上に配列した複数のスピーカユニットと、ォ一ディォ信号を入力する入力手段と、各スピーカユニットに、前記オーディオ信号をそれぞれ所定時間遅延して供給し、ラインアレイユニットの指向性を制御する信号処理手段と、連結の形態とその中での位置を検出する連結検出手段と、前記連結検出手段が検出した連結形態と連結位置に応じて前記信号処理手段の遅延量を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

[0032] この発明では、連結形態と、その中での位置を検出し、その位置に応じて各スピー力ユニットの遅延量を設定する。これにより、アレイスピーカシステム全体で指向特性が制御される。それぞれの制御手段が独立して遅延量を設定するようにしてもょ、し、連結されているラインアレイユニットのうちいずれか 1つの制御手段がァレイスピーカシステム全体の遅延量を設定するようにしてもよヽ。

[0033] この発明によれば、複数のラインアレイユニットを連結して、見かけ上のスピーカァレイの幅や、スピーカユニットの間隔を変更することができるので、必要となる周波数帯域に応じて、指向制御可能周波数帯域を任意に設計することができる。

[0034] この発明のアレイマイクシステムは、複数のマイクユニットを直線上に配列したラインアレイユニットを、前記直線と直交する方向である上下方向、または前記直線の方向である左右方向に複数連結してなることを特徴とする。

[0035] この発明では、ラインアレイユニットを上下、または左右に連結する。例えば左右に

2つアレイマイクを並列すると、見かけ上のアレイマイクの幅 Lが 2倍となり、指向制御可能となる下限周波数が 2倍となる。

[0036] この発明は、さらに、上下方向に配置される複数のラインアレイユニットは、「各マイクユニットの間隔 Z配列段数」ずつ左右にずらして連結されることを特徴とする。

[0037] この発明では、ラインアレイユニットを上下方向に n数重設する場合、マイクユニットの間隔の lZnだけずらして重設する。マイクユニットの間隔の lZnだけずらして重設すると、見かけ上のマイクの間隔 d力 lZn倍となり、指向制御可能となる上限周波数

2

が n倍になる。

[0038] この発明は、さらに、複数のラインアレイユニットを左右方向に連結し、該左右方向の配置の中央部に他のラインアレイユニットを上下に連結したことを特徴とする。

[0039] この発明では、ラインアレイユニットを左右に並列して連結し、その中央部に他のラインアレイユニットを重設する。低周波数側の指向制御可能帯域は、アレイマイクの幅を大きくすれば向上し、マイクユニットの間隔は影響しないので、ラインアレイュニット左右端側の上下にラインアレイユニットを連結する必要はない。

[0040] この発明のラインアレイユニットは、直線上に配列した複数のマイクユニットと、各マイクユニットに、各マイクユニットが出力するオーディオ信号をそれぞれ所定時間遅延して、ラインアレイユニットの指向性を制御する信号処理手段と、オーディオ信号を外部に出力する出力手段と、連結の形態とその中での位置を検出する連結検出手段と、前記連結検出手段が検出した連結形態と連結位置に応じて前記信号処理手段の遅延量を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

[0041] この発明では、連結形態と、その中での位置を検出し、その位置に応じて各マイクユニットの遅延量を設定する。これにより、アレイマイクシステム全体で指向特性が制御される。それぞれの制御手段が独立して遅延量を設定するようにしてもよいし、連結されているラインアレイユニットのうちいずれ力 1つの制御手段がアレイマイクシステム全体の遅延量を設定するようにしてもょ、。

[0042] この発明によれば、複数のラインアレイユニットを連結して、見かけ上のアレイマイクの幅や、マイクユニットの間隔を変更することができるので、必要となる周波数帯域に応じて、指向制御可能な周波数帯域を任意に設計することができる。

図面の簡単な説明

[0043] [図 1]アレイスピーカシステムの構成を示した概略図である。

[図 2]スピーカ装置の重設について説明する図である。

[図 3A]スピーカアレイの原理を説明するための図であって、スピーカユニットに同位相のオーディオ信号を同時に入力した場合を示す図である。

[図 3B]スピーカアレイの原理を説明するための図であって、音声ビームを斜めに形成する場合を示す図である。

[図 4A]音声ビーム制御角度の例を示した図である。

[図 4B]音声ビーム制御角度の例を示した図であって、図 4Aの条件にお、てスピーカユニットの数を 4倍にした場合を示す図である。

[図 4C]音声ビーム制御角度の例を示した図であって、図 4Aの条件において周波数を 1Z4にした場合を示す図である。

[図 4D]音声ビーム制御角度の例を示した図であって、図 4Aの条件において周波数を 8倍にした場合を示す図である。

[図 5]スピーカ装置の構成を示すブロック図である。

[図 6]連結端子を示す概略図である。

[図 7]従来のラインアレイスピーカユニットを示すブロック図である。

[図 8]アレイマイクシステムの構成を示した概略図である。

[図 9]マイク装置の重設について説明する図である。

[図 10A]アレイマイクの原理を説明するための図であって、全てのマイクユニットに前方から同位相で音波が到来した場合を示す図である。

[図 10B]アレイマイクの原理を説明するための図であって、主ビームを斜めにする場合を示す図である。 [図 11A]音声ビーム制御角度の例を示した図であって、角度閧ニゲイン Gの関係を示した図である。

[図 11B]音声ビーム制御角度の例を示した図であって、図 11Aの条件においてマイクユニットの数を 4倍にした場合を示す図である。

[図 11C]音声ビーム制御角度の例を示した図であって、図 11Aの条件において周波数を 1Z4にした場合を示す図である。

[図 11D]音声ビーム制御角度の例を示した図であって、図 11Aの条件において周波数を 8倍にした場合を示す図である。

[図 12]マイク装置の構成を示すブロック図である。

[図 13]連結端子を示す概略図である。

[図 14]従来のラインアレイマイクユニットを示すブロック図である。

符号の説明

[0044] 1 :スピーカ装置、 11 :スピーカユニット、 12 :指向性制御部、

13 :制御部、 14 :クロック切換部、 15 :連結検出部、 16 :変換部、

201 :マイク装置、 211 :マイクユニット、 212 :指向性制御部、

213 :制御部、 214 :クロック切換部、 215 :連結検出部、

216 :変換部

発明を実施するための最良の形態

[0045] 図 1は本発明の実施形態に係るアレイスピーカシステムの構成を示した概略図である。同図に示すように、このアレイスピーカシステムは、複数のスピーカ装置 1A〜Dを備えている。

[0046] スピーカ装置 1Aとスピーカ装置 1Bは左右方向に並んで連結されて!、る。スピーカ装置 1Cは、スピーカ装置 1Aとスピーカ装置 1Bの上方に連結されており、スピーカ装置 1Dはスピーカ装置 1Aとスピーカ装置 1Bの下方に連結されている。

[0047] 各スピーカ装置 1は、それぞれ 8個のスピーカユニット 11— 1〜： L 1— 8を間隔 dでライン状に等間隔に配置した構成であり、本発明のラインアレイユニットに相当する。スピー力ユニットは、一般的にはコーン型スピーカユニットを用いる力ホーン型スピー力ユニット等、その他の形式を用いてもよい。一方の端部のスピーカユニット 11—1から他方の端部のスピーカユニット 11— 8までの距離は Lとなる。この距離 Lをスピーカ装置 1の幅しとする。ここで、本実施形態のアレイスピーカシステムは、スピーカ装置 1 Aとスピーカ装置 1Bを左右方向に並べて連結して!/、るので、このアレイスピーカシステムの見かけ上の幅は 2Lとなる。なお、この例においては、 8個のスピーカユニットを配置したスピーカ装置について示している力さらに複数のスピーカユニットを配置してもよいし、少なくしてもよい。

[0048] また、スピーカ装置 1Cは、スピーカ装置 1Aおよびスピーカ装置 1Bに対し、スピー力の水平方向の位置が dZ3右にずれるように中央上方に接続されている。スピーカ装置 1Dは、スピーカ装置 1Aおよびスピーカ装置 1Bに対し、スピーカの水平方向の位置が dZ3左にずれるように中央下方に接続されて、る。

図 2は、スピーカ装置の重設について説明する図である。同図に示すように、スピー力装置 1Cは、スピーカ装置 1Aおよびスピーカ装置 1Bの上方に距離 dZ3だけ右方向にずれて重設されている。同様に、スピーカ装置 1Dは、スピーカ装置 1A (およびスピーカ装置 1B)の下方に距離 dZ3だけ左方向にずれて重設されている。したがつて、このように重設された箇所については、アレイスピーカシステムの見かけ上のスピ一力ユニットの間隔は距離 dZ3となる。

[0049] 図 3A及び図 3Bは、スピーカアレイの原理を説明するための図である。ここで、スピ一力アレイの原理にっ、て説明する。

[0050] 図 3Aは、全てのスピーカユニット 11に同位相のオーディオ信号を同時に入力した場合を示して、る。全てのスピーカユニット 11に同位相のオーディオ信号を同時に入力すると、個別のスピーカユニット 11から出力された音声は放射状（円形）に伝搬していくが、全てのスピーカユニット 11から出力された音声の合成波面は、同図に示すように、ビーム状に絞り込まれて前方にのみ伝搬する。これ以外の方向へ伝搬する成分は、各スピーカユニット 11から出力された音声成分が合成されることによって (干渉しあうことによって）打ち消され、前方に向力う成分のみが合成によって強められて音声ビームとして残って、る。

[0051] 図 3Bは、音声ビームを斜めに形成する場合を示している。同図では、音声ビームを、正面から右方向の Θの角度に形成している。この場合、音声ビームの向きと反対側の端部 (左端)のスピーカユニット 11から最初に音声を出力する。続いて、時間 τ が経過する毎に順次右隣のスピーカユニット 11から音声を出力する。この遅延時間は、各スピーカユニット 11に接続されている指向性制御部（後述する）によって制御される。このように、一列に並んでいるスピーカユニット 11から出力する音声を一端から他端に向けて順次遅延することにより、合成波面は、図示のようにその遅延時間に応じて傾斜し、音声ビームを斜め方向に向けることができる。

[0052] この傾斜角度 Θは、音速を Vとすると、 Θ = sin^_1 (V τ Zd)の関係になる。したがつて、てを制御することによって音声ビームの角度 Θを制御できることになる。

[0053] 図 4A〜図 4Dは、音声ビーム制御角度の例を示した図である。

図 4Aは、一例としてスピーカユニットの数 n= 16、スピーカユニットの間隔 d=4. 5 cm、スピーカアレイの幅 L= 67. 5cmの場合について、角度 Θとゲイン Gの関係を示す。図 4Aに示すグラフの横軸は Θ、縦軸はスピーカアレイのゲイン (Gとする）を表す。

[0054] 図 4Aにおいて、 Θ =0を目的の音声ビーム方向とし、ゲイン Gは、 Θ =0で最大となる。 Θ =0から離れるにつれて、各スピーカユニットから出力された音声が干渉してゲイン Gは低下し、 0 = ± 0 1で零となる。目的の音声ビーム方向 Θ =0を挟んでゲイン Gが零になるまでの幅をビーム幅とする。このゲイン Gが零となる Θ 1、つまり音声ビームの幅は、周波数を fとすると、上述した数式 1より、 Θ l = sin^_1 (vZfdn)で決定される。

[0055] 図 4Aにおいては、周波数 f = 1kHzについての例を示している。ここで本実施形態においては、各スピーカユニットが間隔 dで等距離に配置されているので、スピーカァレイの幅 Lは、 L = d (n— 1)で表され、ビーム幅 θ 1は、数式 1により、スピーカュ-ットの間隔 d、スピーカアレイの幅 L、および周波数 fによって決定される。

[0056] 図 4Bは、図 4Aの条件において、スピーカユニットの数 nを 4倍である n= 64とした場合の角度 0とゲイン Gの関係を示した図である。図 4Bに示すグラフにおいても横軸は Θ、縦軸はゲインを表す。図 4Bにおいてビーム幅は、図 4Aに示したビーム幅よりも小さぐ目的の方向に鋭い指向特性を有している。また、 sin 0 l =vZfdnの関係から、周波数 fを 4倍、または、スピーカユニットの幅 dを 4倍としても図 4Bに示すようなビーム幅が得られる。

[0057] 図 4Cは、図 4Aの条件において、周波数 fを 1Z4である f= 250Hzとした場合の角度 Θとゲイン Gの関係を示した図である。図 4Cに示すグラフにおいても横軸は Θ、縦軸はゲインを表す。図 4Cにおいては、ゲイン Gが零となる θ 1が存在しない。

[0058] 図 4Dは、図 4Aの条件において、周波数 fを 8倍である f =8kHzとした場合の角度

Θとゲイン Gの関係を示した図である。図 4Dに示すグラフにおいても横軸は Θ、縦軸はゲインを表す。図 4Dにおいては、 Θ =0以外の方向にも音声ビームが生じている。これはいわゆる空間の折り返し現象と呼ばれるものであり、 d≥vZ2fとなる周波数におヽて図 4Dに示すような現象が発生する。

[0059] このように、スピーカアレイは、音声ビームの幅に周波数依存性を有しており、上記例のように、スピーカユニットの数 n= 16、スピーカユニットの間隔 d=4. 5cm、スピ一力アレイの幅 L = 67. 5cmの場合においては、指向制御可能となる周波数帯域は約 500Hz〜約 4kHz程度となる。この周波数帯域よりも低、周波数では図 4Cのように指向特性が無くなり、高い周波数では図 4Dのように、目的の方向以外にも音声ビームが生じてしまう。

[0060] 上述したように、ゲイン Gが零となる θ 1は、 sin Θ l =vZfdnで表されるので、周波数 f、スピーカユニットの間隔 d、スピーカユニットの数 nが θ 1に及ぼす影響は等価である。つまり、スピーカユニットの間隔 dを小さくし、さらにスピーカユニットの数 nを増やすことによりスピーカアレイの幅 Lを大きくすることで、指向制御可能な周波数帯域幅を広げることができる。

[0061] ここで、本実施形態のアレイスピーカシステムは、スピーカ装置 1Aとスピーカ装置 1 Bを左右方向に並べて連結して!/、るので、このアレイスピーカシステムの見かけ上のスピーカユニットの数 nは 2倍、すなわちスピーカアレイの幅 Lが 2倍となり、指向制御可能となる周波数帯域は低域側に 2倍に広がる。また、スピーカ装置 1Cとスピーカ装置 1Dを、上下方向に dZ3だけ左右方向にずれて重設しているので、このアレイスピ一力システムの見かけ上のスピーカユニットの間隔は dZ3となり、指向制御可能となる周波数帯域は高域側に 3倍に広がる。

[0062] したがって、本発明のアレイスピーカシステムは、スピーカユニットの数を少なくし、コストを抑えた単一のスピーカ装置を設計しておき、必要となる周波数帯域に応じて上記例のように複数のスピーカ装置を連結することで、容易に指向制御可能な周波数帯域を向上させることができる。

[0063] 次に、本実施形態のアレイスピーカシステムの各スピーカ装置の構成について詳細に説明する。

図 5は、各スピーカ装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、このスピー力装置 1は、 n個のスピーカユニット 11— 1〜： L l—n、指向性制御部 12、制御部 13、クロック切換部 14、連結検出部 15、および変換部 16を備えている。

[0064] n個のスピーカユニット 11— 1〜： LI— nは、指向性制御部 12に接続され、指向性制御部 12は、制御部 13、クロック切換部 14、変換部 16に接続されている。また、制御部 13には連結検出部 15が接続されて!、る。

[0065] 指向性制御部 12、制御部 13、およびクロック切換部 14は、それぞれ他のスピーカ装置 1の指向性制御部 12、制御部 13、およびクロック切換部 14に接続されている。指向性制御部 12、制御部 13、およびクロック切換部 14は、他のスピーカ装置 1と単一の接続線 (接続端子)を共有して接続されるようにしてもょ、し、それぞれに専用の接続線 (接続端子)で接続されるようにしてもよ!、。

[0066] 指向性制御部 12は、入力された音声データをスピーカユニット 11—1〜： Ll—nにそれぞれ所定の遅延量で供給し、スピーカアレイの指向性を制御する。それぞれの遅延量は制御部 13によって設定される。スピーカユニット 11— 1〜： L I— nは、それぞれ入力された音声データを DZA変換して放音する。

[0067] 制御部 13は、クロック切換部 14と指向性制御部 12の制御を行い、接続された他のスピーカ装置 1の制御部 13にコントロールコマンドを送信して他の制御部 13の制御も行う。

[0068] クロック切換部 14は、スピーカ装置内蔵の水晶発振子（図示せず）と接続されており、指向性制御部 12に基準クロックを供給する。指向性制御部 12は、この基準クロックに基づいて動作する。また、クロック切換部 14力他のスピーカ装置 1のクロック切換部 14に接続されている場合、他のスピーカ装置 1のクロック切換部 14に基準クロックを送信する。また、他のスピーカ装置 1から基準クロックを受信した場合、指向性制御部 12に受信した基準クロック、または内蔵の水晶発振子の基準クロックのいずれかを選択的に供給する。

[0069] 変換部 16は、オーディオ機器カゝら入力されるアナログ音声信号をデジタル変換する AZD変換機能と、デジタル音声データが入力された場合にその音声データのサンプリング周波数 (例えば 44. 1kHz)をこのスピーカ装置 1の基準周波数 (例えば 48 kHz)に変換する周波数変能とを備えている。変換した音声データは指向性制御部 12に供給する。

[0070] 指向性制御部 12は、制御部 13の指示に基づいて、変換部 16から入力された音声データをスピーカユニット 11 - 1〜： L 1—nにそれぞれ所定の遅延量で供給する。

[0071] 図 6は、スピーカ装置 1の周囲に複数設置された連結端子 15— sからなる連結検出部 15を示す。この連結検出部 15は、各スピーカ装置 1の接続状態を検出し、アレイスピーカシステム内のどの位置に自己のスピーカ装置 1が接続されているかを制御部 13に伝達する。各スピーカ装置 1は、側面右側、側面左側、上面右側、上面中央右側、上面中央左側、上面左側、下面右側、下面中央右側、下面中央左側、および下面左側にそれぞれ連結端子 15— sが設置されてヽる。どの連結端子 15— sが他のスピーカ装置 1の連結端子 15— sに接続されたかによって接続位置を検出することができる。

例えば同図において、スピーカ装置 1Aは、側面右側の端子、上面右側の端子、上面中央右側の端子、下面右側の端子、および下面中央右側の端子が接続されることとなり、この接続配置であれば、連結検出部 15は、このスピーカ装置 1がァレイスピーカシステム内において中段の左側に位置すると判断する。これにより、アレイスピーカシステム内の連結位置を検出することができる。

なお、これらの連結端子 15— sは、上述したようにスピーカユニット 11が上下方向に dZ3ずつずれて連結されるような位置に設置されている。また、この連結端子 15— s によって、上述した指向性制御部 12、制御部 13、およびクロック切換部 14が他の指向性制御部 12、制御部 13、およびクロック切換部 14に接続されている。

[0072] なお、連結位置の検出手法はこの例に限るものではな、。例えばユーザがマ-ュアルでスピーカ装置 1の位置を指定するようにしてもよい。 [0073] 次に、このアレイスピーカシステムの指向性制御について詳細に説明する。ユーザカ^、ずれか 1つのスピーカ装置 1にオーディオ機器を接続し、オーディオ信号を入力すると、このスピーカ装置 1はアレイスピーカシステムのマスタスピーカ装置となる。このマスタスピーカ装置が、連結されている他のスピーカ装置 1を制御する。なお、ォーディォ機器カゝらオーディオ信号が入力されるスピーカ装置 1をマスタスピーカ装置としてもよいし、他のスピーカ装置 1をマスタスピーカ装置としてもよい。オーディオ機器から直接オーディオ信号が入力されたスピーカ装置がマスタスピーカ装置として自動選択されるようにしてもょヽし、ユーザがマニュアルで選択するようにしてもよ!ヽ。

[0074] マスタスピーカ装置となったスピーカ装置 1の制御部 13は、クロック切換部 14に内蔵水晶発振子力基準クロックを読み取るように設定する。マスタスピーカ装置の指向性制御部 12は、この内蔵水晶発振子力も供給される基準クロックで動作する。また、制御部 13はクロック切換部 14に、他のスピーカ装置 1に基準クロックを送信するように指示する。他のスピーカ装置 1の指向性制御部 12は、このマスタスピーカ装置が送信する基準クロックに基づ！ヽて動作する。

[0075] また、マスタスピーカ装置において、変換部 16から指向性制御部 12に入力されたデジタル音声データは、他のスピーカ装置 1に送信される。指向性制御部 12も上記のクロック切換部 14力も基準クロックを読み出して動作し、他のスピーカ装置 1にデジタル音声データを供給する。これにより全てのスピーカ装置 1で同期されたデジタル音声データが供給されることとなる。なお、全てのスピーカ装置 1のそれぞれにォーディォ機器カゝらオーディオ信号を直接入力するようにし、その後各指向性制御部 12 が音声データの同期をとるようにしてもよ、。

[0076] マスタスピーカ装置の制御部 13は、指向性制御部 12にそれぞれのスピーカュ-ット 11に供給する音声データの遅延量を設定する。また、連結されている全てのスピー力装置 1の制御部 13に対して、そのスピーカ装置 1の指向性制御部 12にそれぞれのスピーカユニット 11に供給する音声データの遅延量を設定するように指示する。ここで、マスタスピーカ装置は、スピーカユニット全体を 1つのスピーカアレイとしてその指向特性を制御する。

つまり、図 1において、スピーカ装置 1Aのスピーカユニット 11—1から順にスピーカ装置 IBのスピーカユニット 11— 8まで、所定の遅延量で音声データを供給するようにする。このとき、スピーカ装置 1C、およびスピーカ装置 IDは、スピーカ装置 1A、およびスピーカ装置 1Bと同一のライン上に存在するとみなして、それぞれの遅延量を設定する。これにより、アレイスピーカシステム全体の指向特性を制御することができる。

[0077] なお、上記例では、マスタスピーカ装置が連結されている全てのスピーカ装置の遅延量を設定するように説明したが、それぞれのスピーカ装置が独立して遅延量を設定するようにしてもよい。この場合、アレイスピーカシステム全体で音声ビームが形成されるように、各スピーカ装置間でビーム方向を規定する情報を送受信するものとする。

[0078] 以上のようにして、本実施形態におけるアレイスピーカシステムは、複数のスピーカ装置 1A〜Dを連結して全てのスピーカ装置を同期し、その連結位置を検出する。このアレイスピーカシステムの見かけ上の幅は 2倍となり、スピーカユニットの間隔は 1 Z3倍となるので、単一のスピーカ装置 1に対し、このスピーカユニットの指向制御可能となる周波数帯域は低域側に 2倍、高域側に 3倍に向上することとなる。

[0079] なお、本実施形態においては、左右方向に 2つ、上下方向に 3段を連結したアレイスピーカシステムについて説明した力本発明はこの構成例に限るものではない。上下方向に 4段連結するようにしてもよいし、 2段連結するようにしてもよい。上下に重設する数に応じて、スピーカユニットの幅をずらして重設すればよい。指向制御が必要となる周波数帯域に応じて連結するスピーカユニットの数を変更するので、コストを抑えたスピーカアレイでありながら、容易に指向制御可能な周波数帯域を向上させることがでさる。

[0080] 図 8は本発明の実施形態に係るアレイマイクシステムの構成を示した概略図である。同図に示すように、このアレイマイクシステムは、複数のマイク装置 201 A〜Dを備えている。

[0081] マイク装置 201Aとマイク装置 201Bは左右方向に並んで連結されている。マイク装置 201Cは、マイク装置 201Aとマイク装置 201Bの上方に連結されており、マイク装置 201Dはマイク装置 201Aとマイク装置 201Bの下方に連結されている。 [0082] 各マイク装置 201は、それぞれ 8個のマイクユニット 211—1〜211—8を間隔 dで

2 ライン状に等間隔に配置した構成であり、本発明のラインアレイユニットに相当する。マイクユニットは、一般的にはダイナミックマイクユニットを用いる力コンデンサマイクユニット等、その他の形式を用いてもよい。一方の端部のマイクユニット 211—1から他方の端部のマイクユニット 211—8までの距離は Lとなる。この距離 Lをマイク装置

2 2

201の幅 Lとする。ここで、本実施形態のアレイマイクシステムは、マイク装置 201Aと

2

マイク装置 201Bを左右方向に並べて連結して!/、るので、このアレイマイクシステムの見かけ上の幅は 2Lとなる。

2

なお、この例においては、 8個のマイクユニットを配置したマイク装置について示しているが、さらに複数のマイクユニットを配置してもよいし、少なくしてもよい。

[0083] また、マイク装置 201Cは、マイク装置 201Aおよびマイク装置 201Bに対し、マイクの水平方向の位置が d Z3右にずれるように中央上方に接続されている。マイク装置

2

201Dは、マイク装置 201Aおよびマイク装置 201Bに対し、マイクの水平方向の位置が d Z3左にずれるように中央下方に接続されている。

2

図 9は、マイク装置の重設について説明する図である。同図に示すように、マイク装置 201Cは、マイク装置 201A (およびマイク装置 201B)の上方に距離 d Z3だけ右

2 方向にずれて重設されている。同様に、マイク装置 201Dは、マイク装置 201A (およびマイク装置 201B)の下方に距離 d Z3だけ左方向にずれて重設されている。した

2

がって、この重設された箇所については、アレイマイクシステムの見かけ上のマイクュニットの間隔は距離 d Z3となる。

2

[0084] 図 10A及び図 10Bは、アレイマイクの原理を説明するための図である。ここで、ァレイマイクの原理にっ、て説明する。

[0085] 図 10Aは、全てのマイクユニット 211に前方から同位相で音波が到来した場合を示している。全てのマイクユニット 211に同位相で音波が到来すると、個別のマイクュ- ット 211から出力されたオーディオ信号は、合成によって強められる。一方で、これ以外の方向から音波が到来すると、各マイクユニット 211から出力されるオーディオ信号はそれぞ; ί! ^立相が異なるために合成されることによって弱められる。したがって、ァレイマイクの感度はビーム状に絞り込まれて前方にのみ主感度（主ビーム）を形成する。

[0086] 図 10Bは、主ビームを斜めにする場合を示して、る。図 10Bでは、主ビームを、正面から右方向の Θの角度に形成している。この場合、主ビームの方向の端部 (右端）から音波が到来し、主ビーム方向と反対の端部 (左端）に最後に音波が到来するので、左側のマイクユニット 211から時間 τが経過する毎に順次右隣のマイクユニット 2 11からオーディオ信号を出力するようにする。この遅延時間は、各マイクユニット 211 に接続されている指向性制御部（後述する）によって制御される。

このように、一列に並んで、るマイクユニット 211から出力するオーディオ信号を一端力他端に向けて順次遅延することにより、主ビームは、図示のようにその遅延時間に応じて傾斜する。

[0087] この傾斜角度 Θは、音速を Vとすると、 sin θ =ν τ άの関係になる。したがって、

2

τを制御することによって主ビームの角度 Θを制御できることになる。

[0088] 図 11A〜図 11Dは、主ビーム制御角度の例を示した図である。

図 11Aに示すグラフの横軸は Θ、縦軸はアレイマイクのゲイン (Gとする）を表す。図 11Aは、一例としてマイクユニットの数 η= 16、マイクユニットの間隔 d =4. 5cm、

2

アレイマイクの幅 L =67. 5cmの場合について、角度 Θとゲイン Gの関係を示す。

2

[0089] 図 11Aにおいて、 Θ =0を目的の主ビーム方向とし、ゲイン Gは、 Θ =0で最大となる。 Θ =0から離れるにつれて、各マイクユニットから出力されたオーディオ信号が打ち消されてゲイン Gは低下し、 0 = ± 0 2で零となる。目的の主ビーム方向 Θ =0を挟んでゲイン Gが零になるまでの幅をビーム幅とする。このゲイン Gが零となる Θ 2、つまり主ビームの幅は、周波数を fとすると、上述した数式 3より、 Θ 2 = sin^_1 (v/fd

2 n)で決定される。

[0090] 図 11Aにおいては、周波数 f= lkHzについての例を示している。ここで本実施形態においては、各マイクユニットが間隔 dで等距離に配置されているので、アレイマ

2

イクの幅 Lは、 L =d (n— 1)で表され、ビーム幅 Θ 2は、数式 3により、マイクユニット

2 2 2

の間隔 d、アレイマイクの幅 L、および周波数 fによって表される。

2 2

[0091] 図 11Bは、図 11Aの条件において、マイクユニットの数 nを 4倍である n= 64とした場合の角度 0とゲイン Gの関係を示した図である。図 11Bに示すグラフにおいても横軸は θ、縦軸はゲインを表す。図 11Bにおいてビーム幅は、図 11Aに示したビーム幅よりも小さぐ目的の方向に鋭い指向特性を有している。また、 sin Θ 2=v/fd nの

2 関係から、周波数 fを 4倍、または、マイクユニットの幅 dを 4倍としても図 11Bに示す

2

ようなビーム幅が得られる。

[0092] 図 11Cは、図 11Aの条件において、周波数 fを 1Z4である f= 250Hzとした場合の角度 Θとゲイン Gの関係を示した図である。図 11Cに示すグラフにおいても横軸は Θ 、縦軸はゲインを表す。図 11Cにおいては、ゲイン Gが零となる Θ 2が存在しない。

[0093] 図 11Dは、図 11Aの条件において、周波数 fを 8倍である f= 8kHzとした場合の角度 Θとゲイン Gの関係を示した図である。図 11Dに示すグラフにおいても横軸は Θ、縦軸はゲインを表す。図 11Dにおいては、 Θ =0以外の方向にも主ビームが生じている。これはいわゆる空間の折り返し現象と呼ばれるものであり、 d≥vZ2fとなる周

2

波数にお、て図 11Dに示すような現象が発生する。

[0094] このように、アレイマイクは、主ビームの幅に周波数依存性を有しており、上記例のように、マイクユニットの数 n= 16、マイクユニットの間隔 d =4. 5cm、アレイマイクの

2

幅 L =67. 5cmの場合においては、指向制御可能となる周波数帯域は約 500Hz〜

2

約 4kHz程度となる。この周波数帯域よりも低い周波数では図 11Cのように指向特性が無くなり、高い周波数では図 11Dのように、目的の方向以外にも主ビームが生じてしまう。

[0095] 上述したように、ゲイン Gが零となる Θ 2は、 sin Θ 2=v/fd nで表されるので、周波

2

数 f、マイクユニットの間隔 d、マイクユニットの数 nが Θ 2に及ぼす影響は等価である

2

。つまり、マイクユニットの間隔 dを小さくし、さらにマイクユニットの数 nを増やすことに

2

よりアレイマイクの幅 Lを大きくすることで、指向制御可能な周波数帯域幅を広げるこ

2

とがでさる。

[0096] ここで、本実施形態のアレイマイクシステムは、マイク装置 201Aとマイク装置 201B を左右方向に並べて連結して、るので、このアレイマイクシステムの見かけ上のマイクユニットの数 _nは 2倍、すなわちアレイマイクの幅 Lが 2倍となり、指向制御可能とな

2

る周波数帯域は低域側に 2倍に広がる。また、マイク装置 201Cとマイク装置 201Dを、上下方向に d Z3だけ左右方向にずれて重設しているので、このアレイマイクシステムの見かけ上のマイクユニットの間隔は d Z3となり、指向制御可能となる周波数帯

2

域は高域側に 3倍に広がる。

[0097] したがって、本発明のアレイマイクシステムは、マイクユニットの数を少なくし、コストを抑えた単一のマイク装置を設計しておき、必要となる周波数帯域に応じて上記例のように複数のマイク装置を連結することで、容易に指向制御可能周波数帯域を向上させることができる。

[0098] 次に、本実施形態のアレイマイクシステムの各マイク装置の構成について詳細に説明する。

図 12は、各マイク装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、このマイク装置 201は、 n個のマイクユニット 211— 1〜211— n、指向性制御部 212、制御部 213、クロック切換部 214、連結検出部 215、および変換部 216を備えている。

[0099] n個のマイクユニット 211— l〜211—nは、指向性制御部 212に接続され、それぞれ収音した音声信号を AZD変換して指向性制御部 212に供給し、指向性制御部 2 12は、制御部 213、クロック切換部 214、変換部 216に接続されている。また、制御部 213には連結検出部 215が接続されている。

[0100] 指向性制御部 212、制御部 213、およびクロック切換部 214は、それぞれ他のマイク装置 201の指向性制御部 212、制御部 213、およびクロック切換部 214に接続されている。指向性制御部 212、制御部 213、およびクロック切換部 214は、他のマイク装置 201と単一の接続線 (接続端子)を共有して接続されるようにしてもょヽし、それぞれに専用の接続線 (接続端子)で接続されるようにしてもょ、。

[0101] 指向性制御部 212は、マイクユニット 211— l〜211—nから出力されたオーディオ信号をそれぞれ所定の遅延量で出力し、アレイマイクの指向性を制御する。それぞれの遅延量は制御部 213によって設定される。指向性制御部 212の出力信号は、音声データ (オーディオ信号）として所定の遅延量で変換部 216と他のマイク装置に出力される。

[0102] 制御部 213は、クロック切換部 214と指向性制御部 212の制御を行い、接続された他のマイク装置 201の制御部 213にコントロールコマンドを送信して他の制御部 213 の制御も行う。 [0103] クロック切換部 214は、マイク装置内蔵の水晶発振子（図示せず）と接続されており、指向性制御部 212に基準クロックを供給する。指向性制御部 212は、この基準クロックに基づいて動作する。また、クロック切換部 214が、他のマイク装置 201のクロック切換部 214に接続されている場合、他のマイク装置 201のクロック切換部 214に基準クロックを送信する。また、他のマイク装置 201から基準クロックを受信した場合、指向性制御部 212に受信した基準クロック、または内蔵の水晶発振子の基準クロックのいずれかを選択的に供給する。

[0104] 変換部 216は、指向性制御部 212から入力される音声データをアナログ音声信号に変換する DZA変換機能を備えてヽる。変換したアナログ音声信号はオーディオ機器 (録音機器)等、外部に出力する。なお、変換部 216は、このマイク装置 201の基準サンプリング周波数 (例えば 48kHz)カゝら CD等のサンプリング周波数 (例えば 4 4. 1kHz)に変換する周波数変能も備えており、オーディオ機器等にデジタル音声信号として出力することもできる。

[0105] 図 13は、マイク装置 201の周囲に複数設置された連結端子 215— sからなる連結検出部 215を示す。この連結検出部 215は、各マイク装置 201の接続状態を検出し、アレイマイクシステム内のどの位置に自己のマイク装置 201が接続されているかを制御部 213に伝達する。各マイク装置 201は、側面右側、側面左側、上面右側、上面中央右側、上面中央左側、上面左側、下面右側、下面中央右側、下面中央左側、および下面左側にそれぞれ連結端子 215— sが設置されている。どの連結端子 21 5— sが他のマイク装置 201の連結端子 215— sに接続されたかによって接続位置を検出することができる。

例えば、図 13において、マイク装置 201Aは、側面右側の端子、上面右側の端子、上面中央右側の端子、下面右側の端子、および下面中央右側の端子が接続されることとなり、この接続配置であれば、連結検出部 215は、このマイク装置 201がアレイマイクシステム内において中段の左側に位置すると判断する。これにより、アレイマイクシステム内の連結位置を検出することができる。

なお、これらの連結端子 215— sは、上述したようにマイクユニット 211が上下方向に d Z3ずつずれて連結されるような位置に設置されている。また、この連結端子 21 5— sによって、上述した指向性制御部 212、制御部 213、およびクロック切換部 214 が他の指向性制御部 212、制御部 213、およびクロック切換部 214に接続されている

[0106] なお、連結位置の検出手法はこの例に限るものではない。例えばユーザがマ-ュアルでマイク装置 201の位置を指定するようにしてもょ、。

[0107] 次に、このアレイマイクシステムの指向性制御について詳細に説明する。ユーザが V、ずれか 1つのマイク装置 201にオーディオ機器を接続すると、このマイク装置 201 はアレイマイクシステムのマスタマイク装置となる。このマスタマイク装置力連結されている他のマイク装置 201を制御する。なお、オーディオ機器と直接接続されるマイク装置 201をマスタマイク装置としてもよ!/、し、他のマイク装置 201をマスタマイク装置としてもよヽ。オーディオ機器と直接接続されたマイク装置がマスタマイク装置として自動選択されるようにしてもょ、し、ユーザがマニュアルで選択するようにしてもよ!、。

[0108] マスタマイク装置となったマイク装置 201の制御部 213は、クロック切換部 214に内蔵水晶発振子力基準クロックを読み取るように設定する。マスタマイク装置の指向性制御部 212は、この内蔵水晶発振子力も供給される基準クロックで動作する。また、制御部 213はクロック切換部 214に、他のマイク装置 201に基準クロックを送信するように指示する。他のマイク装置 201の指向性制御部 212は、このマスタマイク装置が送信する基準クロックに基づヽて動作する。

[0109] また、他のマイク装置において、各マイクユニット 211から指向性制御部 212に出力された音声データは、マスタマイク装置の指向性制御部 212に入力される。他のマイク装置における指向性制御部 212は、マスタマイク装置力も送信された基準クロックを読み出して動作し、マスタマイク装置に音声データを供給する。これによりマスタマイク装置には、全てのマイク装置 201から同期された音声データが供給されることとなる。マスタマイク装置 201の指向性制御部 212に入力された音声データは、直接接続されているオーディオ機器に出力される。

[0110] なお、オーディオ機器と全てのマイク装置 201をそれぞれ接続し、それぞれのマイク装置 201からオーディオ機器に音声データを出力するようにしてもょ、。

[0111] マスタマイク装置の制御部 213は、指向性制御部 212にそれぞれのマイクユニット 2 11が出力する音声データの遅延量を設定する。また、連結されている全てのマイク装置 201の制御部 213に対して、そのマイク装置 201の指向性制御部 212にそれぞれのマイクユニット 211が出力する音声データの遅延量を設定するように指示する。ここで、マスタマイク装置は、マイクユニット全体を 1つのアレイマイクとしてその指向特性を制御する。つまり、図 8において、マイク装置 201Aのマイクユニット 211—1から順にマイク装置 201Bのマイクユニット 211—8まで、所定の遅延量で音声データを出力するようにする。

このとき、マイク装置 201C、およびマイク装置 201Dは、マイク装置 201A、およびマイク装置 201Bと同一のライン上に存在するとみなして、それぞれの遅延量を設定する。これにより、アレイマイクシステム全体の指向特性を制御することができる。

[0112] なお、上記例では、マスタマイク装置が連結されて、る全てのマイク装置の遅延量を設定するように説明したが、それぞれのマイク装置が独立して遅延量を設定するようにしてもよい。この場合、アレイマイクシステム全体で主ビームが形成されるように、各マイク装置間でビーム方向を規定する情報を送受信するものとする。

[0113] 以上のようにして、本実施形態におけるアレイマイクシステムは、複数のマイク装置 201A〜201Dを連結して全てのマイク装置を同期し、その連結位置を検出する。このアレイマイクシステムの見かけ上の幅は 2倍となり、マイクユニットの間隔は 1Z3倍となるので、単一のマイク装置 201に対し、このマイクユニットの指向制御可能となる周波数帯域は低域側に 2倍、高域側に 3倍に向上することとなる。

[0114] なお、本実施形態においては、左右方向に 2つ、上下方向に 3段を連結したアレイマイクシステムについて説明した力本発明はこの構成例に限るものではない。上下方向に 4段連結するようにしてもよいし、 2段連結するようにしてもよい。上下に重設する数に応じて、マイクユニットの幅をずらして重設すればよい。指向制御が必要となる周波数帯域に応じて連結するマイクユニットの数を変更するので、コストを抑えたァレイマイクでありながら、容易に指向制御可能な周波数帯域を向上させることができる。産業上の利用可能性

[0115] 本発明は、映画の上映に必要なサウンドシステム等の周波数帯域の指向の制御が必要とされる用途や、発話者の音声を収音する収音装置等の周波数帯域の指向の制御が必要とされる用途に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のスピーカユニットを直線上に配列したラインアレイユニットを、前記直線と直交する方向である上下方向、または前記直線の方向である左右方向に複数連結してなるアレイスピーカシステム。

[2] 上下方向に連結される複数のラインアレイユニットは、「各スピーカユニットの間隔 Z配列段数」ずつ左右にずらして連結される請求項 1に記載のアレイスピーカシステム。

[3] 複数のラインアレイユニットを左右方向に連結し、該左右方向の配置の中央部に他のラインアレイユニットを上下に連結した請求項 1または請求項 2に記載のアレイスピ一力システム。

[4] 請求項 1乃至請求項 3に記載のアレイスピーカシステムに用いるラインアレイュ-ットであって、

直線上に配列した複数のスピーカユニットと、

オーディオ信号を入力する入力手段と、

各スピーカユニットに、前記オーディオ信号をそれぞれ所定時間遅延して供給し、ラインアレイユニットの指向性を制御する信号処理手段と、

連結の形態とその中での位置を検出する連結検出手段と、

前記連結検出手段が検出した連結形態と連結位置に応じて前記信号処理手段の遅延量を設定する制御手段と、

を備えたことを特徴とするラインアレイユニット。

[5] 複数のマイクユニットを直線上に配列したラインアレイユニットを、前記直線と直交する方向である上下方向、または前記直線の方向である左右方向に複数連結してなるアレイマイクシステム。

[6] 上下方向に連結される複数のラインアレイユニットは、「各マイクユニットの間隔 Z配列段数」ずつ左右にずらして連結される請求項 5に記載のアレイマイクシステム。

[7] 複数のラインアレイユニットを左右方向に連結し、該左右方向の配置の中央部に他のラインアレイユニットを上下に連結した請求項 5または請求項 6に記載のアレイマイクシステム。請求項 5乃至請求項 7に記載のアレイマイクシステムに用いるラインアレイユニットであって、

直線上に配列した複数のマイクユニットと、

各マイクユニットに、各マイクユニットが出力するオーディオ信号をそれぞれ所定時間遅延して、ラインアレイユニットの指向性を制御する信号処理手段と、

オーディオ信号を外部に出力する出力手段と、

連結の形態とその中での位置を検出する連結検出手段と、

を備えたことを特徴とするラインアレイユニット。