(57)【要約】【課題】  聴取者から見て比較的遠方から聴取者までの広い範囲における任意の位置に音像を定位させる技術を提供する。【解決手段】  耳元スピーカ４は、聴取者近傍に配置され、遠方スピーカ３は、聴取者から比較的遠い位置に配置される。耳元スピーカ４から放音される音は、アンプ６のゲインに従った音であり、耳元音像定位処理部２０によって聴取者の周囲の第１の位置に定位する。遠方スピーカ３から放音される音は、アンプ５のゲインに従った音であり、遠方音像定位処理部３０によって遠方スピーカ３を含む平面内または当該平面近傍の第２の位置に定位する。ゲイン・遅延制御部１３は、音信号を定位させる第３の位置を示す音像位置情報に基づいて、アンプ５のゲインおよびアンプ６のゲインを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
聴取者の耳元に配置される耳元スピーカにより前記聴取者の周囲の第１の位置に音像を定位させる耳元音像定位処理を音信号に施し、前記耳元音像定位処理が施された音信号を前記耳元スピーカに供給する耳元音像定位処理手段と、
前記聴取者から離れた位置に配置される複数の遠方スピーカの少なくとも一部の遠方スピーカにより前記聴取者の遠方の第２の位置に音像を定位させる遠方音像定位処理を前記音信号に施し、前記遠方音像定位処理が施された音信号を前記少なくとも一部の遠方スピーカに供給する遠方音像定位処理手段と、
前記音信号を定位させる第３の位置を示す音像位置情報に基づいて、前記耳元スピーカを駆動する第１のアンプのゲインと前記遠方スピーカを駆動する第２のアンプのゲインとを制御するゲイン制御手段と、
を有することを特徴とする音響装置。
【請求項２】
前記音像位置情報は、前記第３の位置の時間の経過に応じた移動経路を表した情報であることを特徴とする請求項１に記載の音響装置。
【請求項３】
前記第１のアンプに供給される音信号に施す遅延処理の遅延量を前記音像位置情報に基づいて制御する遅延制御手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の音響装置。
【請求項４】
前記ゲイン制御手段は、聴取者毎の複数の耳元スピーカをそれぞれ駆動する複数の第１のアンプのゲインを、聴取者毎または複数の聴取者のグループ毎に制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１の請求項に記載の音響装置。
【請求項５】
前記ゲイン制御手段は、前記第３の位置と、前記第１のアンプのゲインおよび前記第２のアンプのゲインとが対応付けられたパラメータテーブルを参照してゲイン制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１の請求項に記載の音響装置。
【請求項６】
前記パラメータテーブルは、聴取者毎の複数の耳元スピーカについての各種のパラメータが、前記複数の耳元スピーカのうちの基準位置に決めた耳元スピーカについてのパラメータ値に対するオフセット量で定義されたものであることを特徴とする請求項５に記載の音響装置。
【請求項７】
前記耳元スピーカは、オープンエア型のヘッドホンまたはイヤホンであり、
前記音響装置は、前記遠方スピーカから放音されて前記耳元スピーカを透過する音の音色を補正する処理を前記第２のアンプに供給される音信号に施す音色補正手段を有する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１の請求項に記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音像を定位させる音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチチャネルの音信号の音を再生する複数のスピーカを聴取者から見て比較的遠方（例えば、数メートル〜数十メートルなど）の壁面等に設置して構成された音響システムがある。本明細書では、聴取者から見て比較的遠方に配置されるスピーカを便宜的に遠方スピーカという。この種の音響システムは、例えば映画館や劇場などに導入される。この種の音響システムでは、各遠方スピーカの出力を制御することで、各遠方スピーカの近傍の任意の位置に音像を定位させることができる。
【０００３】
一方、２チャネルの音信号の音を再生する２つのスピーカを聴取者の各耳の近傍に配置して構成された音響システムがある。本明細書では、聴取者の各耳の近傍に配置されるスピーカを便宜的に耳元スピーカという。この種の音響システムでは、耳元スピーカに供給される音信号に頭部伝達関数（以下、ＨＲＴＦ（Ｈｅａｄ−Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と表記することがある）を用いた音像定位処理を施す技術が適用されることがある。この技術によれば、聴取者の周囲の任意の位置に音像を定位させることができる。
【０００４】
頭部伝達関数を用いた技術の一例として、特許文献１に開示された技術が挙げられる。特許文献１の技術では、聴取者の各耳の近傍に耳元スピーカが配置されるとともに、聴取者の前面に２つのフロントスピーカが配置される。この技術では、フロントスピーカから放音される音の音像と耳元スピーカから放音される音の音像が略同一の位置に定位するように、フロントスピーカおよび耳元スピーカに供給される音信号に頭部伝達関数を用いた音像定位処理が施される。
【０００５】
特許文献２には、頭部伝達関数を用いずに音像（特許文献２の表現では擬似音源イメージ）を制御する技術が開示されている。特許文献２の技術では、聴取者の各耳の近傍に左スピーカおよび右スピーカが配置され、聴取者から離れた位置に１つの中央スピーカが配置される。左右スピーカおよび中央スピーカは二等辺三角形の頂点に位置するように配置される。この技術では、聴取者が、中央スピーカに対して左右スピーカの音圧レベルを個別に調節できるようにして、中央スピーカおよび左右スピーカによって生成された擬似三次元音響空間を実現し、左右スピーカの音圧レベルを調節することにより、中央スピーカおよび左右スピーカによって生成された音響空間内における擬似音源イメージの仮想的な移動に対する聴取者の知覚を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５１１８２６７号公報
【特許文献２】特表２００８−５１２８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
聴取者から見て比較的遠方に設置された複数の遠方スピーカを用いた音響システムでは、遠方スピーカの近傍に音像が定位することとなり、遠方スピーカの位置から聴取者側に離れた位置に音像を定位させる制御が困難である。
【０００８】
聴取者の近傍の耳元スピーカを用いた音響システムでは、聴取者の近傍に音像を定位させる制御を行うことは可能であるが、聴取者から見て比較的遠方の位置に音像を定位させる制御が困難である。
【０００９】
特許文献１の技術において、フロントスピーカによる音像に関する制御は、耳元スピーカによる音像に関する制御と同様に、聴取者の近傍に音像を定位させる制御となる。このため、特許文献１の技術では、聴取者から見て比較的遠方の位置に音像を定位させる制御が困難である。
【００１０】
特許文献２の技術では、二等辺三角形の頂点に配置された３つのスピーカの位置に応じた所定の範囲の音響空間でしか音像を定位させることができず、任意の位置に音像を定位させることができない。
【００１１】
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、聴取者から見て比較的遠方から聴取者までの広い範囲における任意の位置に音像を定位させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、聴取者の耳元に配置される耳元スピーカにより前記聴取者の周囲の第１の位置に音像を定位させる耳元音像定位処理を音信号に施し、前記耳元音像定位処理が施された音信号を前記耳元スピーカに供給する耳元音像定位処理手段と、前記聴取者から離れた位置に配置される複数の遠方スピーカの少なくとも一部の遠方スピーカにより前記聴取者の遠方の第２の位置に音像を定位させる遠方音像定位処理を前記音信号に施し、前記遠方音像定位処理が施された音信号を前記少なくとも一部の遠方スピーカに供給する遠方音像定位処理手段と、前記音信号を定位させる第３の位置を示す音像位置情報に基づいて、前記耳元スピーカを駆動する第１のアンプのゲインと前記遠方スピーカを駆動する第２のアンプのゲインとを制御するゲイン制御手段と、を有することを特徴とする音響装置を提供する。
【００１３】
この発明において、耳元スピーカから放音される音と遠方スピーカから放音される音は、共通の音信号に基づいて放音される。耳元スピーカから放音される音は、第１のアンプのゲインに従った音であり、耳元音像定位処理手段によって聴取者の周囲の第１の位置に定位する。遠方スピーカから放音される音は、第２のアンプのゲインに従った音であり、遠方音像定位処理手段によって聴取者の遠方の第２の位置に定位する。聴取者は、第１の位置に定位した音と第２の位置に定位した音の両方を聴く。そして、この発明では、第１のアンプのゲインと第２のアンプのゲインとが聴取者に聴かせる音の定位位置である第３の位置を示す音像位置情報に基づいて制御される。このため、聴取者は、第１のアンプのゲインと第２のアンプのゲインとの比により重み付け加算した音、すなわち、第３の位置に定位する音を聴くこととなる。このように、この発明によれば、第３の位置を示す音像位置情報に基づいて第１のアンプおよび第２のアンプのゲインを制御することで、聴取者に聴かせる音を第３の位置に定位させることができる。
【００１４】
従って、この発明によれば、聴取者から見て比較的遠方から聴取者までの広い範囲における任意の位置に音像を定位させることができる。
【００１５】
好ましい態様において、前記音像位置情報は、前記第３の位置の時間の経過に応じた移動経路を表した情報である。この態様によれば、聴取者から見て比較的遠方から聴取者までの広い範囲において音像を自由に移動させることができる。例えば、この態様によれば、音像が聴取者の前方の遠方から聴取者に向かって近づいてくる様子や聴取者の脇を通り過ぎる様子などを表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の第１実施形態である音響装置１を含む音響システム１００の構成を示すブロック図である。
【図２】音響システム１００の概念図である。
【図３】音響システム１００における音像およびゲインの制御例を示す概念図である。
【図４】この発明の第２実施形態である音響装置１Ａを含む音響システム１００Ａの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、この発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態である音響装置１を含む音響システム１００の構成を示すブロック図である。この音響システム１００は、例えば、映画館や劇場などの音響システムに適用される。図１に示すように、音響システム１００は、音響装置１、複数の遠方スピーカ３、複数の耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒ、複数のアンプ５、複数のアンプ６Ｌおよび６Ｒを有する。
【００１９】
耳元スピーカ４Ｌは、聴取者（例えば、映画館や劇場などに来場した観客など）の左耳の近傍に配置されるスピーカであり、耳元スピーカ４Ｒは、聴取者の右耳の近傍に配置されるスピーカである。具体的には、耳元スピーカ４Ｌは、観客席のヘッドレストにおける聴取者の左耳が配置されると想定される位置に設置され、耳元スピーカ４Ｒは、観客席のヘッドレストにおける聴取者の右耳が配置されると想定される位置に設置される。耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒは、観客席毎（換言すると聴取者毎）に設置される。図１では、観客席毎の耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒのうちの１の観客席分の耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒが例示されている。耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒは、２チャネルの音信号の音を再生する。耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒを区別しないときは、耳元スピーカ４と表記する。
【００２０】
アンプ６Ｌは、耳元スピーカ４Ｌを駆動するアンプである。アンプ６Ｌは、与えられた音信号の信号レベルを増幅して耳元スピーカ４Ｌに出力する。アンプ６Ｒは、耳元スピーカ４Ｒを駆動するアンプである。アンプ６Ｒは、与えられた音信号の信号レベルを増幅して耳元スピーカ４Ｒに出力する。アンプ６Ｌおよび６Ｒは、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒと同様、観客席毎（聴取者毎）に設けられる。アンプ６Ｌおよび６Ｒを区別しないときは、アンプ６と表記する。
【００２１】
遠方スピーカ３は、耳元スピーカ４に比べて聴取者から離れた位置であり、聴取者から見て比較的遠方（例えば、数メートル〜数十メートルなど）の位置に配置されるスピーカである。具体的には、複数の遠方スピーカ３の各々は、観客席から見て前後左右の壁面や天井に設置される。各遠方スピーカ３は、多チャネルの音信号の音を再生する。図１では３個の遠方スピーカ３が表記されているが、遠方スピーカ３の個数は３個に限らない。
【００２２】
アンプ５は、遠方スピーカ３を駆動するアンプであり、遠方スピーカ毎に設けられている。アンプ５は、与えられた音信号の信号レベルを増幅して遠方スピーカ３に出力する。
【００２３】
音響装置１は、音源２、音像位置情報取得部１２、ゲイン・遅延制御部１３、耳元音像定位処理部２０および遠方音像定位処理部３０を有する。
【００２４】
音源２は、聴取者に聴かせる音の音信号を耳元音像定位処理部２０および遠方音像定位処理部３０に出力する装置である。音源２は、予め記憶された音信号（例えば映画の音声や演劇の効果音などの音信号）を所定のタイミングで出力しても良いし、舞台役者の発するセリフ等を収音して得られた音信号を出力しても良い。
【００２５】
耳元音像定位処理部２０は、聴取者の周囲の第１の位置に音像を定位させる耳元音像定位処理を音源２から供給される音信号に施し、耳元音像定位処理が施された音信号を耳元スピーカ４に供給する耳元音像定位処理手段である。換言すると、耳元音像定位処理部２０は、聴取者に聴かせる音の音信号に基づいて、聴取者の周囲の第１の位置に定位する音を耳元スピーカ４に放音させる手段である。
【００２６】
遠方音像定位処理部３０は、聴取者から離れた位置に配置される複数の遠方スピーカ３の少なくとも一部の遠方スピーカ３により聴取者の遠方の第２の位置に音像を定位させる遠方音像定位処理を音源２からの音信号に施し、遠方音像定位処理が施された音信号を当該少なくとも一部の遠方スピーカ３に供給する遠方音像定位処理手段である。具体的には遠方音像定位処理部３０は、複数の遠方スピーカ３の少なくとも一部を含む平面内または当該平面近傍の第２の位置に音像を定位させる遠方音像定位処理を音源２から供給される音信号に施し、遠方音像定位処理が施された音信号を遠方スピーカ３に供給する。換言すると、遠方音像定位処理部３０は、聴取者に聴かせる音の音信号に基づいて、複数の遠方スピーカ３の少なくとも一部を含む平面内または当該平面近傍の第２の位置に定位する音を遠方スピーカ３に放音させる手段である。
【００２７】
ここで、複数の遠方スピーカ３の少なくとも一部とは、第２の位置に定位する音を放音する役割を担う遠方スピーカ３を指す。この第２の位置に定位する音を放音する役割を担う遠方スピーカ３は例えば次のようにして決定される。
【００２８】
（１）第２の位置が複数の遠方スピーカ３のいずれか１つの位置と合致する場合は、当該遠方スピーカ３のみが第２の位置に定位する音を放音する。すなわち当該遠方スピーカ３のみが音源２から供給された音信号を出力し、その他の遠方スピーカ３は音信号を出力しない。
【００２９】
（２）第２の位置が複数の遠方スピーカ３のうちのいずれか２つの遠方スピーカ３を結ぶ線分上にある場合は、当該２つの遠方スピーカ３が第２の位置に定位する音を放音する。この場合、当該２つの遠方スピーカ３から出力される信号レベルについて通常のパンニングを行うことにより第２の位置に音像を定位させる。
【００３０】
（３）第２の位置が複数の遠方スピーカ３のいずれか２つを結ぶ線分上にない場合は、第２の位置を囲む３つの遠方スピーカ３が第２の位置に定位する音を放音する。この場合、当該３つの遠方スピーカ３から出力される信号レベルについて通常のパンニングを行うことにより第２の位置に音像を定位させる。
【００３１】
以上を一般化すると、本実施形態では、第２の位置から最も近い３つの遠方スピーカ３を含む平面内に第２の位置が属するように３つの遠方スピーカ３を選択する。その際、当該３つの遠方スピーカ３の出力レベルは第２の位置と各遠方スピーカ３との距離関係に基づいて定める。場合によっては、１ないし２個の遠方スピーカ３の出力信号レベルが０になることもある。また、音像の移動に伴い、３つの遠方スピーカ３および当該３つの遠方スピーカ３により形成される平面も変わっていく。
【００３２】
なお、後述するように、遠方音像定位処理にリバーブ処理を追加することで遠方スピーカ３よりもさらに遠方への定位感が得られる。従って、本実施形態によれば、複数の遠方スピーカ３の少なくとも一部を含む平面内または当該平面近傍の第２の位置に音を定位させることができる。
【００３３】
また、以上の説明では、第２の位置に定位する音を放音する遠方スピーカ３を３個としたが、４個以上の遠方スピーカ３を第２の位置に定位する音を放音する遠方スピーカ３としてもよい。この場合、４個以上の遠方スピーカ３は、同一平面状に位置しないことがある。しかし、その場合でも、４個以上の遠方スピーカ３がそれらのうちの３個の遠方スピーカ３が位置する平面の近傍に音を定位させることが可能である。
【００３４】
耳元音像定位処理部２０および遠方音像定位処理部３０には、同一の音信号が供給される。耳元音像定位処理部２０は、観客席毎（換言すると、アンプ６Ｌおよび６Ｒの組毎であり、スピーカ４Ｌおよび４Ｒの組毎）に設けられている。また、互いに近い位置にある複数の観客席を１つのグループとして、そのグループ毎に耳元音像定位処理部２０が設けられていても良い。耳元音像定位処理部２０における処理は、音源２から供給される音信号のチャネル毎に行われる。
【００３５】
図２は、音響システム１００の概念図である。図２では、聴取者Ｍの周囲に仮想スピーカ７が示されている。仮想スピーカ７は、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒから放音される音の音像の定位位置（第１の位置）を表したものである。すなわち、聴取者Ｍは、遠方スピーカ３からの放音がなく、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒのみから放音された場合に、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒから放音された音を仮想スピーカ７から放音されたと感じる。図２では、聴取者Ｍを取り囲むように複数の仮想スピーカ７が示されているが、これは、聴取者Ｍの近傍の任意の位置に仮想スピーカ７を配置する（すなわち、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒによる第１の位置を決める）ことができることを表す。
【００３６】
音響システム１００では、２つの耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒから放音される音を聴取者Ｍの近傍の第１の位置（例えば、聴取者Ｍの前方の仮想スピーカ７の位置）に定位させ、複数の遠方スピーカ３の少なくとも一部から放音される音を当該遠方スピーカ３を含む平面内または当該平面近傍の第２の位置（例えば、聴取者Ｍの前方の遠方スピーカ３の位置）に定位させる。聴取者は、第１の位置に定位した音と第２の位置に定位した音の両方を聴く。このため、聴取者は、第１の位置に定位した音と第２の位置に定位した音とを重み付け加算した音であって、第１の位置と第２の位置との中間の第３の位置に定位した音が放音されたと感じる。
【００３７】
音響システム１００の音響装置１は、このような音像位置の制御を行う装置である。音響装置１は、例えば、信号処理を行うプロセッサにより実現される。音響装置１は、ミキサに搭載されても良いし、ミキサとは別体の装置であっても良い。音響システム１００によれば、矢印Ａ１で例示するように、遠方スピーカ３の近傍から聴取者Ｍの近傍までの広い範囲で音像を定位させることができる。以下、音響装置１の構成を詳細に説明する。
【００３８】
図１に示すように、音響装置１の遠方音像定位処理部３０は、遠方スピーカ３毎に遅延・リバーブ処理部３１および乗算器３２を有する。遅延・リバーブ処理部３１は、音源２から供給される音信号に遅延処理やリバーブ処理を施して乗算器３２に出力する。乗算器３２は、遠方スピーカ３毎にゲイン制御を行うことで、遠方スピーカ３間の出力の重み付けを行う。乗算器３２は、遅延・リバーブ処理部３１から供給された音信号を、遠方スピーカ３毎に決定されたゲインに従った大きさにして出力する。遠方音像定位処理部３０による遠方音像定位処理は、乗算器３２のゲイン設定のみで行うことができるため、遅延・リバーブ処理部３１は、省略されても良い。しかし、乗算器３２のゲイン設定に加え、遅延処理を追加することで定位感をより強調することができ、リバーブ処理を追加することで遠方スピーカ３のさらに遠方への定位感を得ることができるため、遅延・リバーブ処理部３１を有する方がより好ましい。
【００３９】
耳元音像定位処理部２０は、ＨＲＴＦ選択部１４、クロストークキャンセラ２１、ＨＲＴＦ畳み込み部２２、遅延処理部２３Ｌおよび２３Ｒを有する。
【００４０】
クロストークキャンセラ２１には、聴取者に聴かせる音の音信号が音源２から供給される。クロストークキャンセラ２１は、与えられた音信号に対して耳元スピーカ４から放音される音のクロストークをキャンセルする処理を施す。より詳細には、クロストークキャンセラ２１は、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒの各位置および左右各耳の位置の位置関係に応じた頭部伝達関数からなる行列の逆行列を、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒに供給する音信号に掛ける演算を行う。クロストークキャンセル処理が施されると、聴取者は、耳元スピーカ４Ｌの音信号の音を左耳の位置で放音されたように感じ、耳元スピーカ４Ｒの音信号の音を右耳の位置で放音されたように感じることとなる。
【００４１】
ＨＲＴＦ畳み込み部２２は、クロストークキャンセラ２１の出力信号に頭部伝達関数を畳み込む処理を施す。より詳細には、ＨＲＴＦ畳み込み部２２は、耳元スピーカ４から放音される音の目標定位位置である第１の位置から聴取者の左右各耳の位置までの音の伝達経路に対応した頭部伝達関数からなる行列を、クロストークキャンセル処理の施された耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒの音信号に掛ける演算を行う。畳み込み処理が施された音信号が耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒに供給されると、聴取者は、耳元スピーカ４Ｌおよび４Ｒの音が聴取者の近傍の第１の位置から放音されたと感じることとなる。
【００４２】
遅延処理部２３Ｌは、ＨＲＴＦ畳み込み部２２の畳み込み処理が施された耳元スピーカ４Ｌの音信号に遅延処理を施してアンプ６Ｌに出力する。遅延処理部２３Ｒは、ＨＲＴＦ畳み込み部２２の畳み込み処理が施された耳元スピーカ４Ｒの音信号に遅延処理を施してアンプ６Ｒに出力する。この遅延処理部２３Ｌおよび２３Ｒは、遠方スピーカ３から聴取者の位置までの音の伝搬遅延時間を補償するために設けられたものである。
【００４３】
音像位置情報取得部１２は、音信号を定位させる第３の位置を示す情報（以下、音像位置情報という）を取得する手段である。音像位置情報は、例えば、図示を省略した記憶装置に予め格納される。音像位置情報取得部１２は、記憶装置から音像位置情報を読み出して取得する。音像位置情報は、より詳細には、音信号を定位させる第３の位置の時間の経過に応じた移動経路（換言すると、第３の位置が時間の経過に応じて変化する様子）を表したものである。例えば、音像位置情報では、聴取者から見て前面の遠方（例えば映画のスクリーンや劇場の舞台など）に位置する音像が聴取者のすぐ近くまで徐々に近づいてくる、というような第３の位置の移動経路が定義されている。音像位置情報は、映画の作品毎や演劇の演目毎に音響に関するエンジニア（以下、音響担当者という）によって設定される。音像位置情報は、上演前に設定されていれば良い。音像位置情報は、例えば、キーボードによる数値入力や表示装置に表示されたグラフィックをポインティングデバイスなどによって操作するＧＵＩ入力等によって設定される。なお、音像位置情報の設定方法はこれに限らない。音像位置情報取得部１２は、取得した音像位置情報をゲイン・遅延制御部１３およびＨＲＴＦ選択部１４に引き渡す。
【００４４】
音響システム１００では、図示を省略した記憶装置にスピーカ位置情報およびパラメータテーブルが予め格納されている。スピーカ位置情報は、耳元スピーカ４および遠方スピーカ３の各位置を示す情報である。パラメータテーブルは、第１の位置、第２の位置、アンプ５のゲインおよびアンプ６のゲイン等の各パラメータと第３の位置とが対応付けられた情報である。スピーカ位置情報およびパラメータテーブルは、音響システム１００の導入の際に予め作成される。スピーカ位置情報は、パラメータテーブルを作成する際などに利用される。パラメータテーブルは、パラメータ設定者が以下の手順を第３の位置の候補となる各位置について行うことで作成される。
【００４５】
パラメータ設定者は、まず、第３の位置を決め、聴取者の周囲に設定可能な第１の位置の候補のうちの第３の位置に最も近い位置を第１の位置として決定する。次に、パラメータ設定者は、遠方スピーカ３により実現可能な第２の位置の候補のうちの第１の位置と第３の位置とを通過する直線上あるいはその直線に最も近い位置を第２の位置として決定する。次に、パラメータ設定者は、第１の位置と第３の位置との間の距離と、第２の位置と第３の位置との間の距離との比などから、アンプ５のゲインとアンプ６のゲインとの比を算出する。パラメータ設定者は、このように算出したアンプ５のゲインとアンプ６のゲインとの比に基づいて、当該第３の位置に対応するアンプ５のゲインおよびアンプ６のゲインとして決定する。パラメータ設定者は、このような手順を第３の位置の候補となる位置毎に行う。第３の位置の候補となる各位置は、それらが音響空間内（具体的には劇場内など）で概ね一様に分布されるように決められる。この分布の密度（音響空間内における第３の位置の候補となる位置の数）は、音響装置１において制御したい音像定位制御の精度や音響装置１のリソース（例えばメモリ容量や処理速度など）に応じて決められる。また、パラメータ設定者は、上述の手順を観客席毎に行う。パラメータ設定者は、このようにして決めた第３の位置、第２の位置、第１の位置、アンプ５のゲインおよびアンプ６のゲインの組をパラメータテーブルに設定する。
【００４６】
パラメータ設定者は、第３の位置を決めた後、先に第２の位置を決めてから最後に第１の位置を決めても良い。具体的には、パラメータ設定者は、遠方スピーカ３の近傍に設定可能な第２の位置の候補のうちの第３の位置に最も近い位置を第２の位置として決定した後、耳元スピーカ４により実現可能な第１の位置の候補のうちの第２の位置と第３の位置とを通過する直線上あるいはその直線に最も近い位置を第１の位置として決定する。ここで、第２の位置は、全観客席で共通に設定され、１つの第３の位置について観客席に依らず１つだけ決定される。このため、この態様では、観客席毎に第１の位置を適切な位置に決めることで、観客席毎に当該１つの第３の位置が表される。この態様によれば、第２の位置を第３の位置毎に１回だけ決定すれば良いため、パラメータテーブルの設定にかかる負担を減らすことができる。
【００４７】
パラメータ設定者は、互いに近い位置にある複数の観客席を１つのグループとして、そのグループ毎に上述の手順を行っても良い。ここで、このグループの分け方には、いくつかの態様が考えられる。第１の例として、音響空間内の観客席全体を平面視し、平面視した全体をほぼ均等な複数のエリアに区切り、各エリア内の観客席を１つのグループとすることが考えられる。この場合、エリア内の中央の観客席または中央に最も近い観客席をそのエリアの代表観客席とし、パラメータ設定者は、代表観客席について上述の手順を行う。この場合、代表観客席について決定されたパラメータテーブルを、その代表観客席が属するエリア内のすべての観客席についてのパラメータテーブルとして用いる。第２の例として、第１の位置から聴取者の耳の位置までの音の伝達経路に対応した頭部伝達関数がほぼ等しくなるエリアに属する複数の観客席を１つのグループとすることが考えられる。この場合、頭部伝達関数がほぼ等しくなるエリア内のいずれか１の観客席を代表観客席として、第１の例と同様にすれば良い。第３の例として、耳元スピーカ４から放音される音に対する遠方スピーカ３から放音される音の遅延量がほぼ同じとなるエリアに属する複数の観客席を１つのグループとすることが考えられる。この場合、遅延量がほぼ同じとなるエリア内のいずれか１の観客席を代表観客席として、第１の例と同様にすれば良い。
【００４８】
音響システム１００では、図示を省略した記憶装置に複数の頭部伝達関数が格納されている。この頭部伝達関数は、耳元スピーカ４による第１の位置の候補となる各位置（換言すると、仮想スピーカ７を配置させようとする各位置）に関連付けられている。ＨＲＴＦ選択部１４は、予め設定されたパラメータテーブルにおいて、音像位置情報取得部１２から供給された音像位置情報が表す第３の位置に対応付られた第１の位置を読み出し、その第１の位置に対応する頭部伝達関数を、記憶装置に予め格納されている複数の頭部伝達関数のなかから選択して出力する。ＨＲＴＦ選択部１４から出力された頭部伝達関数は、ＨＲＴＦ畳み込み部２２に引き渡される。ＨＲＴＦ畳み込み部２２では、ＨＲＴＦ選択部１４によって選択された頭部伝達関数を用いた畳み込み処理が実行される。このため、耳元スピーカ４による定位位置である第１の位置は、音像位置情報が表す第３の位置に音信号を定位させるのに適切な位置となる。
【００４９】
ゲイン・遅延制御部１３は、音信号を定位させる第３の位置を示す音像位置情報に基づいて、遠方スピーカ３を駆動するアンプ５のゲインと耳元スピーカ４を駆動するアンプ６のゲインを制御するゲイン制御手段である。ゲイン・遅延制御部１３は、予め設定されたパラメータテーブルを参照し、遠方スピーカ３および耳元スピーカ４に関するパラメータを、音像位置情報取得部１２から供給された音像位置情報が表す第３の位置に対応する各パラメータに設定する。例えば、ゲイン・遅延制御部１３は、アンプ５およびアンプ６の各ゲインを、音像位置情報に従って決めたゲインに変更する。また、耳元スピーカ４およびアンプ６が観客席毎に設けられているため、ゲイン・遅延制御部１３は、観客席毎のアンプ６のゲインを、観客席毎または複数の観客席のグループ毎に制御する。すなわち、ゲイン・遅延制御部１３は、パラメータテーブルが観客席毎に設定されている場合には、観客席毎にパラメータテーブルを参照して制御対象のアンプ６のゲインを制御し、パラメータテーブルが複数の観客席のグループ毎に設定されている場合には、グループ毎にパラメータテーブルを参照し、そのグループ内における制御対象のアンプ６のゲインを制御する。
【００５０】
図３は、音響システム１００における第３の位置、アンプ５のゲインおよびアンプ６のゲインの制御例を示す概念図である。図３では、耳元スピーカ４を駆動するアンプ６のゲイン−時間特性Ｇ１と、遠方スピーカ３を駆動するアンプ５のゲイン−時間特性Ｇ２とが示されている。図３では、ゲイン−時間特性Ｇ１の時間軸とゲイン−時間特性Ｇ２の時間軸が共通している。ゲイン−時間特性Ｇ１に示すように時間の経過に応じてアンプ６のゲインを下降させるとともに、ゲイン−時間特性Ｇ２に示すように時間の経過に応じてアンプ５のゲインを上昇させたとする。すなわち、時間の経過に応じて第１の位置に定位する音の重みを徐々に小さくするとともに、第２の位置に定位する音の重みを徐々に大きくする。この場合、第３の位置は、矢印Ａ２で例示するように、時間の経過に応じて、聴取者Ｍの近傍の第１の位置付近（換言すると、仮想スピーカ７付近）から遠方スピーカ３付近へ遠ざかる。音響システム１００では、例えば、聴取者Ｍから第３の位置が遠ざかるような音像位置情報が予め設定されている場合、その音像位置情報に従ってゲイン−時間特性Ｇ１に示すようなアンプ６のゲインおよびゲイン−時間特性Ｇ２に示すようなアンプ５のゲインが時間の経過に応じて逐次算出される。
【００５１】
図１に示すように、ゲイン・遅延制御部１３は、各アンプ５および６のゲインを制御するとともに、音像位置情報およびパラメータテーブルに従って、遅延処理部２３Ｌおよび２３Ｒにおける遅延処理の遅延量の制御も行う。ここで、音響システム１００では、遠方スピーカ３が耳元スピーカ４よりも聴取者から見て遠くに設置されているため、遠方スピーカ３から放音される音が耳元スピーカ４から放音される音よりも遅れて聴取者に到達する。このことから、ゲイン・遅延制御部１３は、遠方スピーカ３から放音される音が耳元スピーカ４から放音される音よりも遅れる分を考慮した遅延量を算出する。ゲイン・遅延制御部１３は、遅延処理部２３Ｌおよび２３Ｒの遅延処理の遅延量を上記の算出した遅延量に変更する。また、ゲイン・遅延制御部１３は、遅延処理部２３Ｌおよび２３Ｒの遅延処理の遅延量を、聴取者毎または複数の聴取者のグループ毎に設けられる耳元音像定位処理部２０毎に制御する。
【００５２】
次に、音響システム１００が劇場に適用された場合を例に、音響システム１００の動作を説明する。パラメータテーブルおよび頭部伝達関数は、記憶装置に予め格納されているとする。まず、演劇の音響担当者は、上演に先立って、１または複数パターンの音像位置情報を作成して記憶装置に格納しておく。例えば、聴取者に近づいてくるような音像移動経路、聴取者から遠ざかっていくような音像移動経路、聴取者に近づいてきて脇を通り過ぎるような音像移動経路、聴取者に近づいてきて左あるいは右に曲がるような音像移動経路などの音像位置情報が格納される。なお、音像位置情報のデフォルトが予め記憶装置に格納されていても良い。
【００５３】
演劇が開始され、音像制御を行いたいタイミングになると、音響担当者は、図示を省略した操作子に対して所定の開始操作を行う。例えば、電車が近づいてきて通り過ぎる効果音を発音させるとする。開始操作を示す情報が音響装置１に与えられると、音像位置情報取得部１２は、開始操作を示す情報によって指定された音像位置情報、例えば、聴取者に近づいてきて脇を通り過ぎるような音像移動経路の音像位置情報を読み出してゲイン・遅延制御部１３およびＨＲＴＦ選択部１４に引き渡す。
【００５４】
次に、ＨＲＴＦ選択部１４は、パラメータテーブルを参照し、音像位置情報取得部１２から供給された音像位置情報が表す第３の位置に対応する第１の位置を決め、その第１の位置に対応する頭部伝達関数を選択してＨＲＴＦ畳み込み部２２に引き渡す。
【００５５】
次に、ゲイン・遅延制御部１３は、パラメータテーブルを参照し、音像位置情報取得部１２から供給された音像位置情報が表す第３の位置に対応するアンプ５のゲインおよびアンプ６のゲインを決定し、各アンプ５およびアンプ６にゲインを変更する。また、ゲイン・遅延制御部１３は、パラメータテーブルおよび音像位置情報を参照し、遅延処理部２３Ｌおよび２３Ｒにおける遅延量を算出して変更する。また、ゲイン・遅延制御部１３は、パラメータテーブルおよび音像位置情報を参照し、遅延・リバーブ処理部３１における遅延量等や乗算器３２におけるゲイン等も算出して変更する。
【００５６】
次に、音源２は、開始操作を示す情報に応じて指定された音信号、例えば、電車の通過音を表す音信号を遠方音像定位処理部３０の遅延・リバーブ処理部３１および耳元音像定位処理部２０のクロストークキャンセラ２１に出力する。
【００５７】
遅延・リバーブ処理部３１は、当該指定された音信号に、ゲイン・遅延制御部１３によって決められた遅延量の遅延処理等を行って乗算器３２に出力する。乗算器３２は、ゲイン・遅延制御部１３によって決められたゲインに従った音信号を出力する。各アンプ５は、乗算器３２から入力された音信号に、ゲイン・遅延制御部１３によって決められたゲインに従った増幅処理を施して遠方スピーカ３に出力する。
【００５８】
次に、クロストークキャンセラ２１は、入力された信号にクロストークキャンセル処理を施してＨＲＴＦ畳み込み部２２に出力する。次に、ＨＲＴＦ畳み込み部２２は、ＨＲＴＦ選択部１４で選択された頭部伝達関数を用いた畳み込み処理を、入力された信号に施して遅延処理部２３Ｌおよび２３Ｒに出力する。次に、遅延処理部２３Ｌは、ゲイン・遅延制御部１３によって変更された遅延量で、入力された信号に遅延処理を施してアンプ６Ｌに出力する。耳元スピーカ６Ｌは、ゲイン・遅延制御部１３によって変更されたゲインで、入力された信号に増幅処理を施して耳元スピーカ４Ｌに出力する。遅延処理部２３Ｒおよびアンプ６Ｒも遅延処理部２３Ｌおよびアンプ６Ｌと同様である。
【００５９】
遠方スピーカ３および耳元スピーカ４が入力信号に従った音を放音することで、音源２から出力された音信号が表す音（例えば電車音）の音像が、音像位置情報で表された第３の位置に定位する。音響装置１は、この一連の処理を時間の経過に従って繰り返す。この一連の処理が繰り返されることで、アンプ５のゲインおよびアンプ６のゲインの重み付けが時間の経過に応じて変化し、その結果、第３の位置が時間の経過に応じて初期位置から所定の経路に従って変化する。これにより、聴取者に近づいてきて脇を通り過ぎるような音像の電車音が表現される。
【００６０】
以上のように、本実施形態の音響装置１を含む音響システム１００では、耳元スピーカ４から放音される音が聴取者の近傍の第１の位置に定位し、複数の遠方スピーカ３から放音される音が当該遠方スピーカ３の近傍の第２の位置に定位する。聴取者は、第１の位置に定位する音と第２の位置に定位する音の両方を聴く。そして、音響装置１では、アンプ５のゲインとアンプ６のゲインとが音像位置情報に基づいて制御される。このため、聴取者は、アンプ５のゲインとアンプ６のゲインとの比により重み付け加算した音、すなわち、第３の位置に定位する音を聴くこととなる。このように、音響装置１を含む音響システム１００によれば、音像位置情報に基づいてアンプ５およびアンプ６のゲインを制御することで、聴取者に聴かせる音を第３の位置に定位させることができる。
【００６１】
従って、音響装置１を含む音響システム１００によれば、聴取者から見て比較的遠方から聴取者までの広い範囲における任意の位置に音像を定位させることができる。
【００６２】
また、音響システム１００によれば、聴取者から見て比較的遠方から聴取者までの広い範囲において音像を自由に移動させることができる。その結果、聴取者は、よりダイナミックで臨場感のある音響効果を体験することができる。
【００６３】
また、音響システム１００によれば、映画館等のように大人数が聴取する環境であったとしても、聴取者毎に耳元スピーカ４が設けられるため、聴取者毎に異なった第３の位置に音像を定位させることができる。ここで、音響システム１００では、遠方スピーカ３は各聴取者で共用される。このため、第２の位置に定位する音を遠方スピーカ３に放音させる遠方音像定位処理については、観客席の数に依らない。一方、第１の位置に定位する音を耳元スピーカ４に放音させる耳元音像定位処理は、観客席毎に実行される。ここで、複数の観客席の耳元スピーカ４のうちの１の観客席の耳元スピーカ４の位置を基準位置に決めれば、すべての耳元スピーカ４の位置は、基準位置からのオフセットで表現することができる。そこで、ゲイン・遅延制御部１３等によって参照されるパラメータテーブルは、各種のパラメータが耳元スピーカ４毎に固有の値で定義されたものに限らず、各耳元スピーカ４についての各種のパラメータが、基準位置の耳元スピーカ４についてのパラメータである基準値に対するオフセット量（基準値からの相対量）で定義されたものであっても良い。すなわち、耳元音像定位処理部２０およびゲイン・遅延制御部１３は、基準位置の耳元スピーカ４について算出した結果を所定分だけオフセットすることで、基準位置以外の耳元スピーカ４に関するアンプ６のゲイン等を算出するのである。この態様によれば、音響システム１００が、大規模な映画館や劇場に適用されたとしても、音響装置１の各種の処理負荷を軽減することができる。
【００６４】
また、音響システム１００によれば、耳元スピーカ４が聴取者の近傍に設けられるため、音響システム１００による音響効果を維持しつつ耳元スピーカ４の出力を抑えることができ、耳元スピーカ４から放音される音が聴取者の周囲の他の聴取者に漏れ聴こえるのを抑えることができる。
【００６５】
＜第２実施形態＞
図４は、この発明の第２実施形態である音響装置１Ａを含む音響システム１００Ａの構成を示すブロック図である。音響システム１００Ａは、耳元スピーカ４に代えて耳元スピーカ４Ａを、音響装置１に代えて音響装置１Ａを有する点において第１実施形態の音響システム１００と異なる。音響装置１Ａは、耳元音像定位処理部２０に代えて耳元音像定位処理部２０Ａを有する点および音色補正回路１５が追加された点において音響装置１と異なる。耳元音像定位処理部２０Ａは、クロストークキャンセラ２１が削除された点において耳元音像定位処理部２０と異なる。
【００６６】
耳元スピーカ４Ａは、オープンエア型のヘッドホンあるいはイヤホンである。耳元スピーカ４Ａがオープンエア型であるのは、耳元スピーカ４Ａから放音された音だけでなく遠方スピーカ３から放音された音も聴取者が聞くことができるようにするためである。音響システム１００Ａでは、耳元スピーカ４Ａがヘッドホンあるいはイヤホンであるため、耳元スピーカ４Ａから放音される音のクロストークは生じない。このため、音響システム１００Ａでは、クロストークキャンセラ２１が削除されている。
【００６７】
音響システム１００Ａでは、遠方スピーカ３から放音された音の音色が耳元スピーカ４Ａを透過して耳内に到達する際に変化する虞がある。音色補正回路１５は、このような音色の変化を補正する回路である。音色補正回路１５は、音源２から与えられた音信号に音色を補正する処理を施して遠方音像定位処理部３０に出力する。音色補正回路１５における音色補正については、例えば、高音域をブーストする補正や予め耳元スピーカ４Ａの透過特性を測定しておいてその逆特性をかける補正などが挙げられる。なお、耳元スピーカ４Ａ側の音信号の供給経路には、音色補正回路１５のような音色補正回路を設ける必要はない。
【００６８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、音響システム１００Ａでは、音響システム１００に比べ、耳元スピーカ４Ａから放音される音が聴取者の周囲の他の聴取者に漏れ聴こえるのをより抑えることができる。
【００６９】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の各実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【００７０】
（１）パラメータテーブル、スピーカ位置情報、音像位置情報および複数の頭部伝達関数が格納される記憶装置は、音響装置１に内蔵されても良いし、音響装置１の外部装置であっても良い。また、パラメータテーブル、スピーカ位置情報、音像位置情報および複数の頭部伝達関数は共通の記憶装置に格納されても良いし、別個の記憶装置に格納されても良い。また、音像位置情報は、ミキサのシーンメモリに記憶されており、音像位置情報取得部１２は、シーンメモリから音像位置情報を読み出しても良い。
【００７１】
（２）音像位置情報が表す第３の位置の移動経路は、直線状の移動経路に限らず、自由な曲線状の移動経路であっても良い。時間の経過に応じて第１の位置および第２の位置を変えることで第３の位置の移動経路を自由な曲線状にすることができるからである。また、音像位置情報が表す第３の位置の移動経路は、聴取者からみて前後左右の平面上の移動経路に限らず、上下方向を含む移動経路であっても良い。第１の位置を上下方向に移動させたり、天井に設置した遠方スピーカ３を用いて第２の位置を上下方向に移動させたりすることで、第３の位置を上下方向に移動させることができるからである。
【００７２】
（３）各実施形態の音響システム１００および１００Ａでは、音像位置情報が予め記憶装置に格納されており、音像位置情報取得部１２は、所定の操作に応じて記憶装置から音像位置情報を読み出していた。しかし、音響システムは、音像位置情報をリアルタイムに入力可能なユーザーインターフェースを備え、音像位置情報取得部１２は、このユーザーインターフェースから音像位置情報を逐次取得しても良い。この態様によれば、第３の位置を多種多様な移動経路およびタイミングで移動させることができ、聴取者にライブ感のある音響効果を体験させることができる。
【００７３】
（４）各実施形態の音響システム１００および１００Ａでは、音源２が音響装置１に含まれていた。しかし、音源は、音響装置とは別個に設けられても良い。
【００７４】
（５）各実施形態の音響装置１および１Ａでは、音響担当者が所定の開始操作を行うことで音響装置１の音像制御が開始された。しかし、音像制御は、音響担当者による開始操作に応じたタイミングに限らず、例えば、映画の開始から所定時間経過後のような予め決められたタイミングで自動的に開始されても良い。
【００７５】
（６）音響システム１００および１００Ａでは、耳元スピーカ４から放音される音の音質が遠方スピーカ３から放音される音の音質からずれる虞がある。このため、音響装置１において、耳元スピーカ４から放音される音の音質を遠方スピーカ３から放音される音の音質に近づける処理を付加しても良い。
【００７６】
（７）各実施形態において、スマートフォンのような端末装置が具備するスピーカを耳元スピーカ４および４Ａとして利用しても良い。この場合、音響装置および端末装置に無線通信手段を備え、音響装置の無線通信手段から送信された音信号を端末装置が受信して耳元スピーカから放音する構成にすれば良い。このようにすれば、音響システムを屋外で利用することができる。
【００７７】
（８）音響装置１および１Ａでは、パラメータテーブルを参照してアンプ５のゲインやアンプ６のゲインなどのパラメータを決定していた。しかし、音響装置は、アンプ５のゲインやアンプ６のゲインなどのパラメータを、必要となる都度、計算により決定しても良い。この態様によれば、処理負荷は増加するものの、パラメータテーブルを設定するためのメモリを削減することができる。
【００７８】
（９）上記各実施形態では、第２の位置に最も近い３つまたはそれ以上の遠方スピーカ３が第２の位置に定位する音の放音を行った。しかし、第２の位置に定位する音の放音を行う遠方スピーカ３は、必ずしも第２の位置に近い遠方スペーカ３である必要はなく、第２の位置から離れて位置する複数の遠方スピーカ３が第２の位置に定位する音の放音を行ってもよい。
【００７９】
（１０）聴取者からの距離に差があり、かつ、聴取者から各遠方スピーカ３を見る視線の角度が広がった例えば４個の遠方スピーカ３に第２の位置に定位する音を放音させてもよい。この場合、聴取者から見た左右方向の広がり感があり、かつ、４個の遠方スピーカ３のうち最も聴取者から近い遠方スピーカ３と最も遠い遠方スピーカ３の間の奥行き感を持った音像を形成することが可能である。
【００８０】
（１１）第１の位置は、必ずしも聴取者の周囲の全周囲に亙って設定しなくてもよい。例えば、聴取者の前方のみに音像を定位させる場合（第３の位置が聴取者の前方に限られる場合）は、第１の位置も聴取者の周囲の前方半分の領域に設定することができれば足りる。
【符号の説明】
【００８１】
１，１Ａ…音響装置、２…音源、３…遠方スピーカ、４，４Ｌ，４Ｒ，４Ａ…耳元スピーカ、５，６，６Ｌ，６Ｒ…アンプ、７…仮想スピーカ、１２…音像位置情報取得部、１３…ゲイン・遅延制御部、１４…ＨＲＴＦ選択部、１５…音色補正回路、２０，２０Ａ…耳元音像定位処理部、２１…クロストークキャンセラ、２２…ＨＲＴＦ畳み込み部、２３Ｌ，２３Ｒ…遅延処理部、３０…遠方音像定位処理部、３１…遅延・リバーブ処理部、３２…乗算器、１００，１００Ａ…音響システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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