(57)【要約】【課題】  少ない音響素子により音圧を効率よく遠隔制御することが可能な音圧制御装置およびその設計方法を提供する。【解決手段】  弓状アレイ１は、制御点Ｃ１と制御点Ｃ２とを結んだ直線Ｌ上にあるスピーカＳ１と、制御点Ｃ１と制御Ｃ２の間にある制御中心点Ｏを中心とし、制御中心点ＯからスピーカＳ１までの距離を半径とする仮想円の円周Ｒ上に配置されるスピーカＳ２とを備えており、制御点Ｃ１および制御点Ｃ２の音圧をそれぞれ遠隔制御する。【選択図】  図１
2014175966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の制御点と第２の制御点とを結んだ直線上にある第１の音響素子と、
前記第１の制御点と前記第２の制御点の間の任意の点を中心とし、この中心から前記第１の音響素子までの距離を半径とする仮想円の円周上に配置される第２の音響素子とを備えており、
前記第１の制御点と前記第２の制御点それぞれの音圧を遠隔制御することを特徴とする音圧制御装置。
【請求項２】
前記仮想円の円周上で、前記第１の音響素子と前記第２の音響素子の間に第３の音響素子を備えていることを特徴とする請求項１に記載の音圧制御装置。
【請求項３】
前記仮想円が鉛直面内にあることを特徴とする請求項１または２に記載の音圧制御装置。
【請求項４】
前記音響素子がスピーカであることを特徴とする請求項３に記載の音圧制御装置。
【請求項５】
前記音響素子がマイクロホンであることを特徴とする請求項３に記載の音圧制御装置。
【請求項６】
第１の音響素子の鉛直面内の位置を決定する位置決定ステップと、
前記第１の音響素子、第１の制御点および第２の制御点が同一直線上に並ぶように、前記第１の制御点の位置および前記第２の制御点の位置を決定する制御点決定ステップと、
前記第１の制御点と前記第２の制御点の間の任意の点を中心とし、この中心から前記第１の音響素子までの距離を半径とする鉛直面内の仮想円の円周上に第２の音響素子を配置する、第１の配置ステップと、
を有することを特徴とする音圧制御装置の設計方法。
【請求項７】
前記仮想円の円周上に、第３の音響素子を配置する第２の配置ステップを有することを特徴とする請求項７に記載の音圧制御装置の設計方法。
【請求項８】
請求項２に記載の音圧制御装置から直線状アレイを製造する方法であって、
前記第２の音響素子を通る仮想鉛直線と、前記仮想円の中心と前記第１の音響素子を結ぶ直線との交点に前記第１の音響素子を移動させるステップと、
前記仮想鉛直線と、前記仮想円の中心と前記第３の音響素子を結ぶ直線との交点に前記第３の音響素子を移動させる移動ステップと、
を含んでいること特徴とする直線状アレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音圧を遠隔制御することができる音圧制御装置およびその設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間内のある特定領域（部分空間）の音圧制御装置・方法は、受聴者への高品質音響再生や、目的音の高ＳＮ比収音に利用できる。
【０００３】
このような装置例として、部分空間の境界音圧を制御する方法（例えば、非特許文献１）、複数スピーカを用いて部分空間内音圧を制御する方法（例えば、非特許文献２、３）、鋭い指向性を持つマイクロホンアレイを用いて目的音を収音する方法（例えば、非特許文献４）などが研究されている。
【０００４】
また、ある特定のエリア（部分空間）だけに限定して音を再生・録音することを目的として、線上に配置されたスピーカのうち、中央に配置されたスピーカの間隔が最も小さく、端に向かうほど音源の間隔が大きくなるように配置したエリア限定拡声装置が提案されている（特許文献１）。同文献記載のエリア限定拡声装置は、１個のスピーカのみを所望応答とした場合と比較して、スピーカ近傍の制御点の音圧をほぼ等しくしつつ、その外側に音が漏れ出すことを抑制するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７４４４２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】A.J. Berkhout et al., J. Acoust. Soc. Am., 93,pp.2764-2778(1993)
【非特許文献２】D.H. Cooper et al., J. Audio Eng. Soc.,37(1/2), pp.3-19 (1989)
【非特許文献３】神沼 他, 音響会誌, 57, pp.175-183(2001)
【非特許文献４】西川 他, 信学論(A), J83-A(12), pp.1357-1367 (2000)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これら文献に記載された方法は、部分空間の音圧を高精度に制御するため、複数（多数）の音響素子を用いることを要件としている。一般に、上記音圧制御の精度向上や部分空間の拡大を図るためには音響素子数を増すことが必要となる。
本発明は、少ない音響素子により音圧を効率よく遠隔制御することができる音圧制御装置およびその設計方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の音圧制御装置は、第１の制御点と第２の制御点とを結んだ直線上にある第１の音響素子と、前記第１の制御点と前記第２の制御点の間の任意の点を中心とし、この中心から前記第１の音響素子までの距離を半径とする仮想円の円周上に配置される第２の音響素子とを備えており、前記第１の制御点と前記第２の制御点それぞれの音圧を遠隔制御するものである。
「遠隔制御」とは音響素子から離れた位置にある点（領域）の音圧を制御することをいう。
【０００９】
本発明の音圧制御装置には、前記第１および第２の音響素子に加えて、前記仮想円の円周上で、第１の音響素子と第２の音響素子の間に第３の音響素子を備えることもできる。
第３の音響素子は、１または複数備えることができ、ＭＩＮＴ(Multiple-input/output inverse theorem)（M. Miyoshi et al., IEEE Trans. ASSP, 36(2), pp.145-152（1988））を満たす適切な位置に配置される。
【００１０】
本発明の音圧制御装置は、前記仮想円が鉛直面内にあるものとして構成することができる。
【００１１】
本発明の音圧制御装置の設計方法は、第１の音響素子の鉛直面内の位置を決定する位置決定ステップと、前記第1の音響素子、第１の制御点および第２の制御点が同一直線上に並ぶように、前記第１の制御点の位置および前記第２の制御点の位置を決定する制御点決定ステップと、前記第１の制御点と前記第２の制御点の間の任意の点を中心とし、この中心から前記第１の音響素子までの距離を半径とする鉛直面内の仮想円の円周上に第２の音響素子を配置する、第１の配置ステップと、を有するものである。
「第１の配置ステップ」は、第２の音響素子を上記の位置に実際に配置することに限らず、これらを最終的に配置する前に仮に配置することも含む。例えば、まず、上記の位置に音響素子を配置し、その後、音響素子の位置を変換する場合も含む。この場合、変換前の音響素子の配置を決定するステップが「第１の配置ステップ」にあたる。すなわち、本発明の設計方法の上記ステップは、音圧制御装置の設計方法において最終的な配置を決定するまでの途中のステップとしても用いることができる。
【００１２】
直線状アレイの製造方法は、上記第３の音響素子を備える本発明の音圧制御装置から直線状アレイを製造する方法であって、前記第２の音響素子を通る仮想鉛直線と、前記仮想円の中心と前記第１の音響素子を結ぶ直線との交点に前記第１の音響素子を移動させるステップと、前記仮想鉛直線と、前記仮想円の中心と前記第３の音響素子を結ぶ直線との交点に第３の音響素子を移動させる移動ステップと、を含んでいる。
【発明の効果】
【００１３】
第１および第２の音響素子を上記所定の関係を満たすように配置することにより、逆フィルタを求める際、物理的な制約による制御不能な遅延を取り除くことができるから、音圧制御装置の設計が容易になる。
また、第３の音響素子を１つ以上備えた構成とすれば、水平面内の特定領域にのみ音を提示する再生系の音圧制御装置や、水平面内の特定領域の音のみを収音する収音系の音圧制御装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】弓状アレイの設計方法を説明するための模式図
【図２】図１の弓状アレイのスピーカＳ２を、スピーカＳ１、制御点Ｃ１およびＣ２を通る直線を中心線として対称な位置に移動させた状態を示す模式図
【図３】図２の弓状アレイについて、逆フィルタの計算方法を説明するための模式図
【図４】図２の弓状アレイについて、制御不能な遅延項を取り除くための目標値に設定する遅延量の考え方を説明する模式図
【図５】弓状アレイの音圧制御効果を示す模式図（ａ）鉛直面内における位置関係、（ｂ）水平面内における音圧制御領域
【図６】２点音圧制御系を例として、逆フィルタ処理の計算原理を説明するための模式図
【図７】直線状アレイに直交する直線上の２点における音圧制御を説明する模式図
【図８】スピーカ数を３個としたシミュレーションにおけるスピーカＳ１〜Ｓ３と制御点Ｃ１、Ｃ２の配置図
【図９】図８のシミュレーションにより得られた正規化平均二乗誤差のグラフ（ａ）鉛直面内、（ｂ）水平面内
【図１０】図８のシミュレーションにより得られた音圧分布のグラフ（ａ）鉛直面内、（ｂ）水平面内
【図１１】スピーカ数を１０個としたシミュレーションにおけるスピーカＳ１〜Ｓ１０と制御点Ｃ１〜Ｃ２の配置図
【図１２】図１１のシミュレーションにより得られた音圧分布のグラフ（ａ）鉛直面内、（ｂ）水平面内
【図１３】弓状アレイから直線状アレイへの変換を説明する模式図
【図１４】弓状アレイから直線状アレイへの変換を説明する模式図
【図１５】弓状アレイから直線状アレイへの変換を説明する模式図
【図１６】弓状アレイから直線状アレイへの変換を説明する模式図
【図１７】弓状アレイを、３つの制御点を制御可能な音圧制御装置とする場合の設計方法について説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、鉛直面上に複数のスピーカを配置したアレイ（以下、適宜「鉛直方向アレイ」という）による水平面内音圧制御について説明する。
【００１６】
図５は、鉛直面内仮想円の円周上に複数スピーカを配置したアレイ（以下、適宜「弓状アレイ」という）による音圧制御効果を示す模式図であり、（ａ）は鉛直面内におけるスピーカアレイと制御点の位置関係を示している。各制御点での音圧を高精度に制御すれば、制御点を含む水平面内において、アレイを構成する各スピーカから等距離の位置（点）の音圧も精度よく制御される。よって、（ｂ）に示すように、該水平面内には（点ではなく）直線状の制御領域が生成される。この制御領域は、制御点の間隔を詰めることで、帯状の領域にすることもできる。
【００１７】
上記のとおり、鉛直方向アレイを用いることで、鉛直面内では数点の制御であるにも関わらず、水平面内では線状（或は帯状）の連続な制御領域を形成することができる。すなわち、数点の制御に必要な少数スピーカから成るアレイを用いて、効率良く（比較的）広い部分空間の音圧を制御できる。
【００１８】
〔多点音圧制御〕
〔多点逆フィルタ処理（２点制御）〕
図６は、２点音圧制御系を例として、逆フィルタ処理の計算原理を説明するための模式図である。同図に基づいて、スピーカＳ１、Ｓ２を用いて、制御点Ｃ１、Ｃ２を制御する場合につき説明する。
スピーカＳｉに入力される信号ｓｉ（ｎ）は、制御点Ｃｊにおいて、遅延ｄｊを有する信号ｘｊ（ｎ）として検出される。ここで、スピーカＳｉと制御点Ｃｊとの間の伝達関数をｈｉｊ（ｚ）とすると、下記の２行２列の行列を用いて逆フィルタｗｉ（ｚ）を求めることができる。
【数１】
2014175966.tif 000003
【００１９】
行列には逆行列が存在するとは限らないから、Moore−Penrose一般逆行列を用いて、下記のようにして、逆フィルタを求める。
【数２】
2014175966.tif 000004
【００２０】
〔直線状アレイに直交する直線上の複数点音圧制御〕
図７は、直線状アレイに直交する直線上の２点における音圧制御を説明する模式図である。同図に示す構成の場合、スピーカＳｉへの入力信号ｓｉ（ｎ）と制御点Ｃｊの出力信号ｘｊ（ｎ）との関係は下記の式により表される。
【数３】
2014175966.tif 000005
上記行列式中の、−ｄ１１および−ｄ１２は、スピーカＳ１から制御点Ｃ１およびＣ２への音波の到達時間に起因するものである。制御点Ｃ１とＣ２を結んだ直線と直線状アレイにおけるスピーカの配列方向が直交する場合、スピーカＳ１が全ての制御点に対する最近接スピーカとなる。このため、スピーカＳ１から出力された音波が、各制御点Ｃ１、Ｃ２に届くのに要する時間に起因する−ｄ１１および−ｄ１２を含む遅延項は、物理的な処理により制御することができない（制御不能な遅延）。
【００２１】
そこで、１列目の−ｄ１１および−ｄ１２を取り除くように目標値を設定すると、スピーカＳｉへの入力信号ｓｉ（ｎ）と制御点Ｃｊの出力信号ｘｊ（ｎ）との関係は下記の式により表される。
【数４】
2014175966.tif 000006
しかし、上記のように目標値を設定しても、２列目に遅延項が残る。このように対角項に遅延項が残っていると、逆行列をとった場合に新たに制御不能な遅延を生じる。
【００２２】
〔弓状アレイの設計方法〕
上述したとおり、直線状アレイに直交する方向の２つの制御点の音圧制御を検討する際、行列に制御不能な遅延項を生じる。しかし、行列の対角項から制御不能な遅延項を取り除くことができれば、制御不能な遅延項による影響を考慮する必要がなくなる。そこで、発明者らは、各制御点とスピーカとの位置関係を検討し、行列の対角項から制御不能な遅延項を取り除くための配列として弓状アレイを見出した。弓状アレイまたはこれを変形した直線状アレイを用いることにより、最初に届く音波を放射するスピーカが制御点ごとに変わるから、行列の対角項から制御不能な遅延項を取り除くことが可能になる。
【００２３】
ＭＩＮＴ(Multiple-input/output inverse theorem)によれば、音源であるスピーカＳの数Ｍが、制御点Ｃの数Ｎより１つ以上多い場合に、制御点における所望の特性を実現するための安定したフィルタが求まる。また、スピーカ全体としての消費電力の合計値を小さくすることができる。そこで、本実施形態では、音源の数が制御点の数よりも多いＭ＞Ｎの場合について説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態の弓状アレイの設計方法を説明するための模式図である。同図は、第１の制御点と第２の制御点の間の任意の点の一例として、制御点間の中点である制御中心点を仮想円の中心として用いた場合を示している。この場合における弓状アレイ（音圧制御装置）１の設計手順は、次の（１）〜（４）のとおりである。
（１）スピーカ（第１の音響素子）Ｓ１の位置を決定する（位置決定ステップ）。
（２）第１の制御点Ｃ１および第２の制御点Ｃ２の位置を決定する。このとき、制御点Ｃ１およびＣ２を通る直線ＬがスピーカＳ１を通過するように、各制御点の高さはスピーカＳ１の高さにそろえる（制御点決定ステップ）。
（３）制御点Ｃ１とＣ２の中点である制御中心点Ｏを中心として定め、制御中心点ＯからスピーカＳ１までの距離を半径とする鉛直面内の仮想円の円周上にスピーカ（第２の音響素子）Ｓ２を配置する（第１の配置ステップ）。この配置により、スピーカＳ１と制御点Ｃ１との距離Ｘ１１が、スピーカＳ２と制御点Ｃ１との距離Ｘ２１よりも近く、スピーカＳ２と制御点Ｃ２との距離Ｘ２２が、スピーカＳ１と制御点Ｃ２との距離Ｘ１２よりも近くなるようにすることができる。
（４）ＭＩＮＴを満たすように、制御中心点Ｏを中心とする仮想円の円周Ｒ上における、スピーカＳ１とスピーカＳ２の間の適当な位置にスピーカ（第３の音響素子）Ｓ３を配置する（第２の配置ステップ）。
図１に示した例では、制御点が２つであるから、ＭＩＮＴを満たすには、スピーカＳ３の数を１以上として、全部のスピーカの数を３以上とすればよい。
【００２５】
図２に示したように、スピーカＳ１、制御点Ｃ１およびＣ２を通る直線Ｌについて、スピーカＳ２およびＳ３を対称な位置に移動させることも出来る。移動させた場合も、音の反射がないことを前提とすれば、制御点Ｃ１およびＣ２における音圧制御精度は変化しない。しかし、制御点周囲（制御域）の音圧分布は変化する。なお、一般に、弓状アレイを構成するスピーカの空間的な分布が大きくなるように配置した方が、スピーカ全体の消費電力は小さくなる。
【００２６】
図３は、弓状アレイの逆フィルタ計算を説明するための模式図である。なお、同図中に
示した記号は、図６および図７において用いたものと同様である。
伝達関数、逆フィルタおよび目標値の行列を、各Ｈ、ｗおよびｄとすると、これらの関係は、下記の式により表される。
【数５】
2014175966.tif 000007
＋：Moore−Penroseの一般逆行列
【００２７】
図４は、図２の弓状アレイについて、制御不能な遅延項を取り除くために、目標値（ｄ）に設定する遅延量の考え方を説明する模式図である。弓状アレイを形成するスピーカ配置とすることで、図４に示すように、制御点Ｃ１と制御点Ｃ２に最も近接するスピーカを異ならせることができる。すなわち、制御点Ｃ１に最も近いものがスピーカＳ１、制御点Ｃ２に最も近いものがスピーカＳ２となる。したがって、伝達関数を示す行列の要素のうち、制御不能な遅延項は、−ｄ１１および−ｄ２２となる。そこで、上記の式からこれら制御不能な遅延項を伝達関数の行列から取り除くと、下記のようになる。
【数６】
2014175966.tif 000008
このように、伝達関数よりなる３行２列の行列を構成する２行２列小行列の１つの対角項から制御不能な遅延項を取り除くことができるから、系を安定化することができる。
【００２８】
本実施形態においては、音響素子としてスピーカを用いた再生系の音圧制御装置として本発明を実施する形態について説明したが、スピーカの代わりにマイクロホンを用いることにより、収音系の音圧制御装置として本発明を実施することもできる。
【００２９】
〔弓状アレイを用いる２点音圧制御実験（シミュレーション）〕
〔３個のスピーカよりなる弓状アレイ〕
本実施形態の弓状アレイを用いて多点音圧制御を行った場合のシミュレーションを行った。シミュレーション条件、方法および結果は以下の通りである。
サンプリング周波数は２０ｋＨｚ、音速はｃ＝３４０ｍ／秒、各スピーカに備える逆フィルタの次数は２０４８に定めた。２ｍ×２ｍ×２ｍの自由空間を想定し、鉛直面内、水平面内それぞれの場合について縦横２ｃｍ間隔の点ｎ（ｎ＝１〜１００００）の音圧レベルから音圧分布を計算した。スピーカ数は３個とし、２つの制御点Ｃ１とＣ２の間隔は６．８ｃｍとした。
【００３０】
図８にスピーカＳｉと制御点Ｃｊの配置図を示す。スピーカＳ１は（ｘ＝１ｍ,ｙ＝０ｍ,ｚ＝１ｍ）に、制御点Ｃ１は（ｘ＝１ｍ，ｙ＝１．０２ｍ，ｚ＝１ｍ）に、制御点Ｃ２は（ｘ＝１ｍ，ｙ＝１．０８８ｍ，ｚ＝１ｍ）にそれぞれ配置した。スピーカＳ１、制御点Ｃ１およびＣ２を通る直線Ｌと、制御点Ｃ１〜Ｃ２間の中点である制御中心点ＯとスピーカＳ２を結ぶ直線の成す角度は３０°とし、制御中心点ＯとスピーカＳ３を結ぶ直線と直線Ｌの成す角度は１５°とした。Ｓ２は直線Ｌについて対称位置に移動させた。制御点Ｃ１、Ｃ２で観測されるスピーカＳ０の放射音特性をこれら制御点における所望特性とした。スピーカＳ０の位置は（ｘ＝１ｍ，ｙ＝−０．１ｍ，ｚ＝１ｍ）とした。
【００３１】
音圧制御の精度および音圧分布を下記の式により評価した。
【数７】
2014175966.tif 000009
【００３２】
〔制御精度〕
図９は正規化平均二乗誤差（ＮＭＳＥ）により制御精度を評価したグラフであり、（ａ）が鉛直面内、（ｂ）が水平面内の結果を示す。同図では色の濃い部分が制御精度の高い場所であることを示しており、制御点Ｃ１とＣ２の間に帯状に制御精度の高い領域が形成されることが分かる。
【００３３】
〔音圧分布〕
図１０は、音圧分布のグラフであり、（ａ）が鉛直面内、（ｂ）が水平面内の結果を示す。図１０（ｂ）のグラフから、制御点Ｃ１とＣ２を含む領域に帯状に音圧の高い領域が形成されることが分かる。また、弓状アレイから制御点までの間に、制御点よりも音圧が低い領域が形成されていることから、スピーカの近くよりも遠くの領域の音圧が高くなるように遠隔制御されていることが確認できる。
【００３４】
〔１０個のスピーカよりなる弓状アレイ〕
図８のスピーカ数を３個から１０個に変更した弓状アレイについて、同様のシミュレーションを行った。スピーカ数が１０個の場合のスピーカＳ１〜１０と制御点Ｃ１、Ｃ２の配置図を図１１に示す。制御点Ｃ１、Ｃ２の配置は図８のスピーカ数３個の場合と同一とした。制御点Ｃ１、Ｃ２における所望特性を与えるスピーカＳ０の位置は、スピーカ数３個の場合同様（ｘ＝１ｍ，ｙ＝−０．１ｍ，ｚ＝１ｍ）とした。
【００３５】
〔音圧分布〕
図１２は図１１のシミュレーションにより得られた音圧分布のグラフであり、（ａ）が鉛直面内、（ｂ）が水平面内の結果を示す。
図１０（ａ）と図１２（ａ）を比較すると、スピーカ数３個の場合に比べて、１０個の場合では各スピーカからの出力が分散されており、制御点Ｃ１、Ｃ２とその周囲との音圧差が大きくなっている。スピーカの数を増やすことにより、弓状アレイを構成するスピーカの出力が分散し、全体として消費電力が低減されることが分かる。
【００３６】
また、図１０（ｂ）と図１２（ｂ）との比較により、スピーカを３個から１０個にしたことにより、弓状アレイ周辺の領域の音圧が低くなっていることが分かる。これより、スピーカを増やすことは制御点の周辺をスポット的に制御するために有益であるといえる。
【００３７】
以上のように、鉛直方向弓形に複数スピーカを配列するアレイを用いることにより、（アレイから見て）奥行き方向に在る複数点で音圧制御可能であることを、自由空間を想定して行った２点音圧制御シミュレーションで確認した。同シミュレーションでは、水平面内に帯状の制御領域が生成された。またアレイを構成するスピーカの数を増やすことは、スピーカの省電力化および遠隔制御のために有益であることが確認できた。
【００３８】
〔弓状アレイから直線状アレイへの変換方法〕
上述したように、伝達関数の行列を解く際、制御点に最も近い音響素子からの音波の伝達に起因する制御不能な遅延項を対角成分から取り除くためには、直線状アレイではなく弓状アレイとして設計する必要がある。しかし、弓状アレイを変換し直線状アレイを製造することもできる。
【００３９】
図１３〜図１６に基づいて、弓状アレイから直線状アレイへの変換方法を以下に説明する。
（１）弓状アレイから見て遠い側の制御点Ｃ２に、最も近いスピーカを通る仮想鉛直線ＰＬを引く。図１３に示す例では、スピーカＳ２を通る仮想鉛直線ＰＬを引く。
【００４０】
（２）弓状アレイを構成する他のスピーカＳ１、Ｓ３を、半径に沿って仮想鉛直線ＰＬとの交点ｓ１’、ｓ３’まで移動させる（移動ステップ）。移動後のスピーカをＳ１’、Ｓ３’とすると、図１４に示すように、スピーカＳ２、Ｓ１’およびＳ３’は、仮想円直線ＰＬ上に並んだ直線状アレイになる。
【００４１】
そして、図１５に示すようにスピーカＳ１、Ｓ３の移動距離ｄ１、ｄ３を音速ｃ＝３４０（ｍ／ｓ）で除し、各遅延τ１、τ３を求める。
図１６に示すように、スピーカＳ１、Ｓ３に対して、遅延τ１、τ３を与える遅延器を接続する。これにより、スピーカＳ１、Ｓ３を移動させた影響を打ち消すことができる。
【００４２】
上述した方法により、弓状アレイを直線状アレイに変換することができる。弓状アレイから変換された直線状アレイを構成する各スピーカは、一つのスピーカを除いて弓状アレイとして設計された位置から移動しているから、一つのスピーカ以外は移動距離の影響を打ち消すための遅延器に接続される。
【００４３】
〔弓状アレイの設計方法の多点制御への適用〕
上述した弓状アレイの設計方法を用いて、多点制御可能な弓状アレイを設計する方法について、３点制御を例として、以下に説明する。
図１７は、弓状アレイを３つの制御点を制御可能な音圧制御装置とする場合の設計方法について説明するための模式図である。同図には、制御点間の任意の点の一例として、制御点間の中点である制御中心点を仮想円の中心とした場合を示している。この場合における弓状アレイ（音圧制御装置）の設計手順は、次の（１）〜（６）のとおりである。
【００４４】
（１）まず、スピーカＳ１の位置を決める。
（２）つぎに、第１、第２および第３の制御点Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の位置を決定する。このとき、制御点Ｃ１、Ｃ２およびＣ３を通る直線ＬがスピーカＳ１を通過するように、スピーカＳ１と同じ高さの制御点Ｃ１、Ｃ２およびＣ３の位置を決める。
（３）制御点Ｃ１とＣ２の中点である第１の制御中心点Ｏ１を用いて、制御中心点Ｏ１を中心とするスピーカＳ１を通る第１の仮想円の円周Ｒ１を作成する。また、制御点Ｃ２と制御点Ｃ３の間の任意の点のうち、制御点Ｃ２とＣ３の中点である第２の制御中心点Ｏ２を用いて、半径が前記第１の仮想円より大きく、スピーカＳ１と第２の制御中心点Ｏ２の距離よりも小さい第１の仮想円の円周Ｒ２を作成する。
（４）円周Ｒ１と円周Ｒ２の交点の１つに、スピーカＳ２を配置する。
（５）円周Ｒ１の外に位置する円周Ｒ２上の点に、スピーカＳ３を配置する。すなわち、∠Ｓ３−Ｏ２−Ｓ１が∠Ｓ２−Ｏ２−Ｓ１よりも大きくなる位置にスピーカＳ３を配置する。
（６）ＭＩＮＴを満たすよう、円周Ｒ１または円周Ｒ２上の適切な位置に、スピーカＳ４を配置する。なお、スピーカＳ４は、円周Ｒ１または円周Ｒ２のうち、外側にあるほうに配置する。すなわち、スピーカＳ２の位置を基準として、スピーカＳ１寄りに配置する場合円周Ｒ１上に、スピーカＳ３寄りなら円周Ｒ２上に配置する。
【００４５】
なお、制御点を３点以上とする弓状アレイを直線状アレイに変換する場合、（１）スピーカＳ３を通る仮想鉛直線を引き、（２）仮想鉛直線と円周Ｒ１との交点をｓ２’とし、仮想鉛直線と円周Ｒ２との交点ｓ２’’とすると、スピーカＳ２を線分Ｓ２’−Ｓ２’’上に移動させる。そして、制御点が２点の場合と同様、移動させたスピーカＳ１、Ｓ２に移動による影響を打ち消す遅延を与えればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の音圧制御装置は、空間内の特定領域（部分空間）の音圧を制御することにより、受聴者への高品質音響再生や、目的音の高ＳＮ比収音などに利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  弓状アレイ（音圧制御装置）
Ｓ１〜Ｓ１０  スピーカ（音響素子）
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  制御点
Ｏ、Ｏ１、Ｏ２  制御中心点（仮想円の中心）
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２  仮想円の円周
Ｌ  直線
ＰＬ  仮想鉛直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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