(57)【要約】【課題】自然かつ明瞭にステージ上のモニタ音声を放音するモニタ制御装置及び音響システムを提供する。【解決手段】マイク１１〜１４により集音された個々の楽器音・歌唱音等はステージ上のそれぞれ実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４に対し、ステージ端に設置したアレイスピーカ１００を対称軸とした鏡像位置を中心とした音波波面を合成するようにアレイスピーカ１００から放音することにより、ステージ上の演奏者にはあたかも壁で音が反射するが如く知覚される。【選択図】図４
2011155500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源から入力したモニタすべき音声信号から生成した信号に基づいて、横置き型のアレイスピーカ装置に放音させるモニタ制御装置において、
前記音源の位置を受け付ける音源位置受け付け手段と、
前記アレイスピーカ装置の位置を受け付けるスピーカ位置受け付け手段と、
前記音源及び前記アレイスピーカ装置の位置関係に基づき前記音声信号を遅延及び増幅することにより、前記音源の位置と関連付けられた位置を中心点とする音声波面を前記アレイスピーカ装置に発生させるための信号を生成する信号生成手段と
を備えることを特徴とするモニタ制御装置。
【請求項２】
前記音源の位置と関連付けられた位置は、前記アレイスピーカ装置の横軸を対称軸として前記音源の位置と対称な位置であることを特徴とする請求項１記載のモニタ制御装置。
【請求項３】
音源から入力したモニタすべき音声信号から生成した信号に基づいて、前記音源に向かう方向に放音する第１のアレイスピーカ及び該音源とは逆方向に放音する第２のアレイスピーカを有する横置き型のアレイスピーカ装置に放音させるモニタ制御装置において、
前記音源の位置を受け付ける音源位置受け付け手段と、
前記アレイスピーカ装置の位置を受け付けるスピーカ位置受け付け手段と、
前記音源及び前記アレイスピーカ装置の位置関係に基づき前記音声信号を遅延及び増幅する信号生成手段と
を備え、
前記信号生成手段は、前記アレイスピーカ装置の横軸を対称軸として前記音源の位置と対称な位置を中心点とする第１の音声波面を前記第１のアレイスピーカに発生させるための第１の信号を生成し、前記音源の位置を中心点とする第２の音声波面を前記第２のアレイスピーカに発生させるための第２の信号を生成することを特徴とするモニタ制御装置。
【請求項４】
前記音源の位置と関連付けられた位置と前記アレイスピーカ装置を構成する複数のスピーカそれぞれとの距離に基づき前記音声信号に対する遅延量及び増幅率を算出する算出手段を更に備え、
前記信号生成手段は、前記算出手段によって算出された遅延量及び増幅率にしたがって前記音声信号を遅延及び増幅する遅延部及び増幅部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモニタ制御装置。
【請求項５】
音源から入力したモニタすべき音声信号から生成した信号に基づいて、横置き型のアレイスピーカ装置に放音させるモニタ制御装置において、
前記アレイスピーカ装置の位置を受け付けるスピーカ位置受け付け手段と、
前記音源の位置を受け付ける第１の音源位置受け付け手段と、
外部装置が捕捉した前記音源の位置を受け付ける第２の音源位置受け付け手段と、
前記第１又は第２の音源位置受け付け手段から音源の位置を受け取り、該音源の位置と関連付けられた位置と前記アレイスピーカ装置を構成する複数のスピーカそれぞれとの距離に基づき前記音声信号に対する遅延量及び増幅率を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記遅延量及び前記増幅率にしたがって前記音声信号を遅延及び増幅することにより、前記音源の位置と関連づけられた位置を中心点とする音声波面を前記アレイスピーカ装置に発生させるための信号を生成する信号生成手段と
を備えることを特徴とするモニタ制御装置。
【請求項６】
前記外部装置は、音源に装着された無線タグ又は音源に装着されたＧＰＳ受信機が取得した音源の位置、画像認識装置が取得した音源の位置又は照明装置が照らす音源の位置を捕捉することを特徴とする請求項５記載のモニタ制御装置。
【請求項７】
請求項１、２、５又は６に記載のモニタ制御装置が生成した信号を増幅して前記アレイスピーカ装置に出力する増幅器を備えることを特徴とする音響システム。
【請求項８】
請求項３に記載のモニタ制御装置が生成した第１及び第２の信号を増幅して前記第１及び第２のアレイスピーカの各々に出力する第１及び第２の増幅器を備えることを特徴とする音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステージ上の演奏者に対して自然なモニタ環境を提供するモニタ制御装置及び音響システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステージ上での演奏を観客に拡声する場合、個々の楽器の発する音又は声などを音源近傍のマイクで集め、それぞれの音声信号を適当な割合で加算した上で観客に向けたスピーカから放射する。同様に演奏者に対しても演奏の補助として、それぞれの音声信号を適当な割合で加算したモニタ音声を演奏者近傍に設置されたモニタスピーカから放射する。このような音響システムは従来から一般的に用いられている。ここで、モニタ音声とは、ステージ上での演奏に対し、観客に聴かせる音とは別に、演奏者が演奏する際に参考とする音であり、モニタスピーカとは、その音を演奏者に対して放射するスピーカである。
【０００３】
上述の音響システムでは、観客に対しての拡声は、ステージの左右近辺に観客に対して設置したスピーカが行うのが一般的である。演奏者が多い場合は各演奏者のステージ上の位置に合わせて左右のスピーカから放射される音の音圧に差をつけ、あたかもステージ上の各演奏者の位置から音がしているかの如く知覚させる方法、すなわちパンニングも行われている。しかしながら、左右のスピーカから放射された音が距離に応じて減衰すること及びそれらの音の伝播時間が生ずることにより、観客の位置に応じて左右のスピーカからの音に音圧差や時間差が生ずる。そのため、意図したとおりのパンニング効果が得られる位置はステージ左右近辺に設置されたスピーカから等距離にある中央線上のみであり、それ以外の位置で音を聴いている観客は、その観客に近い位置にあるスピーカから音が放射されているように知覚する。この課題を解決する方法として、例えば非特許文献１には、ＷＦＳ（Wave Field Synthesis）技術によりアレイスピーカを用いて音の波面を合成するシステムが記載されている。ＷＦＳ技術は、横１列に配置したアレイスピーカを用いて個々のスピーカユニットから放射される音を重ね合わせることにより音の波面を合成し、音の波面の中心点に音源位置を知覚させる技術である。アレイスピーカから発生させる音の波面の中心点を仮想音源と呼ぶ。
【０００４】
一方、上述の音響システムでは、ステージ上の演奏者に対してそれぞれ適切なモニタ音声を放射するために、各演奏者の近傍にモニタスピーカを演奏者毎に配置し、各モニタスピーカに適切なモニタ信号を出力する必要がある。しかしながら、各演奏者には各モニタスピーカから放射されるモニタ音声が混ざり合って聞こえるため、結果的に、演奏者は明瞭なモニタ音声を聞き取ることができない。これを解決する方法として、例えば特許文献１には、モニタ信号の内容を自由に設定できるとともに、１つのアレイスピーカから各演奏者に対して任意のモニタ音声を指向性の高い音響ビームとして提供することができる装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９５２３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ベルクハウト、ド ブリース、フォーゲル（A. J. Berkhout, D. de Vries, and P. Vogel）著、「アコースティック  コントロール  バイ  ウェーブフィールド  シンセシス  （Acoustic control by wave field synthesis）」（オランダ）、第９３（５）版、ジャーナル・オブ・ジ・アコウスティカル・ソサイエティ・オブ・アメリカ（J. Acoust. Soc）、１９９３年５月、ｐ.２７６４−２７７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の装置においては、例えばギターを弾く演奏者が複数いる場合等、つまり、同じ音色の複数個の楽器から同時に音が発せられる場合、各演奏者がモニタする同じ音色の楽器の音は混合音としてアレイスピーカから放射されるため、各演奏者はその混合音の中から自分の楽器の音を聞き分けるのが困難である。
【０００８】
一方、ステレオヘッドホン及びステレオミキサを用いてモニタ音声を提供するシステムが知られている。このシステムでは、ステレオヘッドホン及びステレオミキサを用いることによりパンニング効果を起こすことができるため、演奏者は音を明瞭に聞き分けることができるが、演奏者ごとにステレオのモニタ信号を生成する必要があり、システム構成が複雑となる。また、機材の設定及び操作の手間が増えるほか、ヘッドホンを装着することにより演奏者のステージ上での活動も制限される。さらには、例えば、演奏者が頭部を回転するとそれに伴って音像定位位置も移動するため演奏者は実際の音源の位置とは異なる位置に音源を知覚することもある。
【０００９】
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、ステージ上の演奏者にとって明瞭で聞き取りやすいモニタ音声を生成することができるモニタ制御装置及び音響システム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】
【００１０】
本発明のモニタ制御装置は、音源から入力したモニタすべき音声信号から生成した信号に基づいて、横置き型のアレイスピーカ装置に放音させるモニタ制御装置において、前記音源の位置を受け付ける音源位置受け付け手段と、前記アレイスピーカ装置の位置を受け付けるスピーカ位置受け付け手段と、前記音源及び前記アレイスピーカ装置の位置関係に基づき前記音声信号を遅延及び増幅することにより、前記音源の位置と関連付けられた位置を中心点とする音声波面を前記アレイスピーカ装置に発生させるための信号を生成する信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、演奏者は、アレイスピーカから放射された音を、音響的にアレイスピーカ位置にあると仮定された壁からの反射音（疑似反射音）として知覚することができる。演奏者の発する音と比較して疑似反射音は時間的に遅れて耳に届くゆえ、ステージ上の演奏者には演奏者の発する直接音が増強されたように知覚される。
【００１２】
本発明のモニタ制御装置は、前記音源の位置と関連付けられた位置は、前記アレイスピーカ装置の横軸を対称軸として前記音源の位置と対称な位置であることを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、アレイスピーカと音源との距離に応じて、ステージの対称位置にある鏡像空間内に仮想音源が配置される。
【００１４】
本発明のモニタ制御装置は、音源から入力したモニタすべき音声信号から生成した信号に基づいて、前記音源に向かう方向に放音する第１のアレイスピーカ及び該音源とは逆方向に放音する第２のアレイスピーカを有する横置き型のアレイスピーカ装置に放音させるモニタ制御装置において、前記音源の位置を受け付ける音源位置受け付け手段と、前記アレイスピーカ装置の位置を受け付けるスピーカ位置受け付け手段と、前記音源及び前記アレイスピーカ装置の位置関係に基づき前記音声信号を遅延及び増幅する信号生成手段とを備え、前記信号生成手段は、前記アレイスピーカ装置の横軸を対称軸として前記音源の位置と対称な位置を中心点とする第１の音声波面を前記第１のアレイスピーカに発生させるための第１の信号を生成し、前記音源の位置を中心点とする第２の音声波面を前記第２のアレイスピーカに発生させるための第２の信号を生成することを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、第１のアレイスピーカは演奏者に向けられるため、２系統アレイスピーカを対象軸とした観客席である鏡像空間内の仮想音源を中心とした波面を発生し、疑似反射音が演奏者に対して放射される。さらに、第２のアレイスピーカは観客席に向けられるため、演奏者の位置に仮想音源が配置され、当該仮想音源を中心とした波面が観客席に対して放射される。
【００１６】
本発明のモニタ制御装置において、前記音源の位置と関連付けられた位置と前記アレイスピーカ装置を構成する複数のスピーカそれぞれとの距離に基づき前記音声信号に対する遅延量及び増幅率を算出する算出手段を更に備え、前記信号生成手段は、前記算出手段によって算出された遅延量及び増幅率にしたがって前記音声信号を遅延及び増幅する遅延部及び増幅部を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、信号生成手段は、算出手段が算出した遅延量及び増幅率にしたがって音声信号を遅延及び増幅することができる。
【００１８】
本発明のモニタ制御装置は、音源から入力したモニタすべき音声信号から生成した信号に基づいて、横置き型のアレイスピーカ装置に放音させるモニタ制御装置において、前記アレイスピーカ装置の位置を受け付けるスピーカ位置受け付け手段と、前記音源の位置を受け付ける第１の音源位置受け付け手段と、外部装置が捕捉した前記音源の位置を受け付ける第２の音源位置受け付け手段と、前記第１又は第２の音源位置受け付け手段から音源の位置を受け取り、該音源の位置と関連付けられた位置と前記アレイスピーカ装置を構成する複数のスピーカそれぞれとの距離に基づき前記音声信号に対する遅延量及び増幅率を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記遅延量及び前記増幅率にしたがって前記音声信号を遅延及び増幅することにより、前記音源の位置と関連づけられた位置を中心点とする音声波面を前記アレイスピーカ装置に発生させるための信号を生成する信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、外部装置が捕捉した音源位置を受け付ける音源位置受け付け手段を備えるため、音源位置を自動的に取得できる。
【００２０】
本発明のモニタ制御装置において、前記外部装置は、音源に装着された無線タグ又は音源に装着されたＧＰＳ受信機が取得した音源の位置、画像認識装置が取得した音源の位置又は照明装置が照らす音源の位置を捕捉することを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、モニタ制御装置は、音源に装着された無線タグ又は音源に装着されたＧＰＳ受信機が取得した音源の位置、画像認識装置が取得した音源の位置又は照明装置が照らす音源の位置を受け付けるため、正確な音源位置を自動的に取得できる。
【００２２】
本発明の音響システムは、上述したモニタ制御装置が生成した信号を増幅して前記アレイスピーカ装置に出力する増幅器を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明にあっては、増幅器の増幅率を調整することにより音量差を実現することができる。
【００２４】
本発明の音響システムは、上述したモニタ制御装置が生成した第１及び第２の信号を増幅して前記第１及び第２のアレイスピーカの各々に出力する第１及び第２の増幅器を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明にあっては、観客側に放音する音量とステージ上に放音する音量に差を設ける必要があるとき、アレイスピーカ系統別に増幅率を調整することにより音量差を実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のモニタ制御装置及び音響システムによれば、ステージ上の演奏者にとって明瞭で聞き取りやすいモニタ音声を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】演奏会でステージ上での演奏を演奏者自らがモニタする状況を示す説明図である。
【図２】実施の形態１におけるアレイスピーカの外観図である。
【図３】実施の形態１に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
【図４】ステージ、アレイスピーカ、及び、アレイスピーカを対称軸としてステージと対称位置にある鏡像空間を示す説明図である。
【図５】第１系統の実音源位置を中心とした波面及び実音源位置に対応する仮想音源位置を中心とした波面を示す説明図である。
【図６】演奏会でステージ上での演奏を観客に対して拡声する状況を示す説明図である。
【図７】実施の形態２におけるアレイスピーカの外観図である。
【図８】実施の形態２に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
【図９】仮想音源が割り当てられた演奏者の位置（実音源位置）を中心とした波面を示す説明図である。
【図１０】ステージ、アレイスピーカ、及び、アレイスピーカを対称軸としてステージと対称位置にある鏡像空間を示す説明図である。
【図１１】実施の形態３に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態４に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
【図１３】変形例５に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
実施の形態１
以下、図面を参照して実施の形態１を具体的に説明する。
図１は、演奏会でステージ上での演奏を演奏者自らがモニタする状況を示す説明図である。
【００２９】
図１において、アレイスピーカ１００は、ステージと観客席との境界近傍のステージ側に据え付けられている。図１において、アレイスピーカ１００を挟んで左側はステージであり、右側は観客席である。ステージ上には実音源となる４人の演奏者Ａ１〜Ａ４がいる。また、図中には表記しないが、別室又は観客席内に設置された音響ブース内で操作者が実施の形態１に係るモニタ制御装置を操作しているとする。演奏者Ａ１〜Ａ４の近傍にはそれぞれマイク１１〜１４が設置されている。尚、マイク１１〜１４は、それぞれ、演奏者Ａ１〜Ａ４と同じ位置にあるものとみなしてよい。
【００３０】
図２は、実施の形態１におけるアレイスピーカ１００の外観図である。このうち、図２（Ａ）は、アレイスピーカ１００の平面図であり、図２（Ｂ）は、正面図であり、図２（Ｃ）は、右側面図である。より具体的には、図２（Ａ）は、アレイスピーカ１００の上側から見た外観図であり、図２（Ｂ）は、演奏者Ａ１〜Ａ４から見たアレイスピーカ１００の外観図であり、図２（Ｃ）は、アレイスピーカ１００の側面側から見た外観図である。
【００３１】
アレイスピーカ１００は、ステージと観客席の境界付近からステージよりの床の上に据え付けられる横長のスピーカである。アレイスピーカ１００の横の長さは、ステージの幅位の長さ（例えば、約１０ｍ）であるのが望ましい。したがって、アレイスピーカ１００は、ステージの幅位の長さの細長いキャビネット内に設置される。アレイスピーカ１００は、演奏者用のモニタスピーカであるｎ個（本図では、９個）のスピーカユニット５１１〜５１ｎを有しており、スピーカユニット５１１〜５１ｎは演奏者Ａ１〜Ａ４に向けられたバッフル板５００に組み込まれている。バッフル板５００とは、複数の穴が設けられた平面板であって、スピーカユニット５１１〜５１ｎはそれらの穴に取り付けられる。各スピーカユニット５１１〜５１ｎの形は円であり、その大きさは、例えば直径１０ｃｍ〜３０ｃｍ位である。アレイスピーカ１００の高さは、例えば４０ｃｍ〜５０ｃｍ位である。ステージ上の演奏者Ａ１〜Ａ４は、ステージの床の上に据え付けられたアレイスピーカ１００から放射されるモニタ音声を聴き取る。尚、各スピーカユニット５１１〜５１ｎの形は円としたが、これに限るものでなく、楕円、四角等の他の形であってもよい。
【００３２】
図３は、実施の形態１に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
尚、本図は、音響システムを構成する主要なユニットの数を限定せずに、一般化した数（ｎ及びｍ）を用いて表現したものである。
【００３３】
図３に示すように、音響システムは、ｍ個のマイク１１〜１ｍ、モニタ制御装置１０、及びアレイスピーカ１００を備える。モニタ制御装置１０は、レベル調整部２、信号処理部（信号生成手段）３、制御部（算出手段）６、位置情報保持部７、操作部８及びアンプ（増幅器）４１〜４ｎを備える。レベル調整部２は、ｍ個のレベル調整モジュール２１〜２ｍを備え、信号処理部３は、ｍ×ｎ個の遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍｎ及びｎ個の加算部７１１〜７１ｎを備える。操作部８は、操作者が音響システムの操作を行うためのユニットであり、位置情報入力部（音源位置受け付け手段及びスピーカ位置受け付け手段）８１及び音量調整部８２を備える。位置情報入力部８１は、操作者によって入力される演奏者Ａ１〜Ａ４の位置である実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４及びアレイスピーカ１００の位置を含む位置情報を入力する。位置情報保持部７は、操作部８から受け取った位置情報を一旦保持するメモリであり、操作部８から受け取った位置情報を制御部６に出力する。一方、音量調整部８２は、操作者による操作にしたがって、レベル調整モジュール２１〜２ｍの各々に対して増幅率を出力し、各音声信号が適切な音量でかつ音量バランスで観客席に拡声されるようにする。
【００３４】
アレイスピーカ１００は、ｎ個のスピーカユニット５１１〜５１ｎから構成されるアレイスピーカ系統５１を備える。スピーカユニット５１１〜５１ｎは、アンプ４１〜４ｎから入力する信号にしたがってモニタ音声を演奏者Ａ１〜Ａｍに対して放射する。
【００３５】
レベル調整モジュール２１は、演奏者Ａ１のマイク１１から入力した音声信号を増幅した後に、第１系統の信号として遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎに出力する。レベル調整モジュール２２は、演奏者Ａ２のマイク１２から入力した音声信号を増幅した後に、第２系統の信号として遅延・増幅モジュール３２１〜３２ｎに出力する。レベル調整モジュール２ｍは、演奏者Ａｍのマイク１ｍから入力した音声信号を増幅した後に、第ｍ系統の信号として遅延・増幅モジュール３ｍ１〜３ｍｎに出力する。すなわち、第１系統〜第ｍ系統の信号のそれぞれは、スピーカユニット５１１〜５１ｎの数であるｎ個に分岐され、遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、３２１〜３２ｎ、・・・、３ｍ１〜３ｍｎに入力される。
【００３６】
遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎは、入力したｎ個の第１系統の信号を遅延させ増幅する。遅延・増幅モジュール３２１〜３２ｎは、入力したｎ個の第２系統の信号を遅延させ増幅する。遅延・増幅モジュール３ｍ１〜３ｍｎは、入力したｎ個の第ｍ系統（ｍ≧
３）の信号を遅延させ増幅する。このように、遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、３２１〜３２ｎ、・・・、３ｍ１〜３ｍｎのそれぞれは、ｎ個に分割された第１系統〜第ｍ系統の信号を遅延させ増幅するが、その遅延量及び増幅率は、制御部６により算出される。すなわち、遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、３２１〜３２ｎ、・・・、３ｍ１〜３ｍｎは、制御部６により算出された遅延量及び増幅率にしたがって第１系統〜第ｍ系統の信号を個別に遅延し増幅する。制御部６による遅延量及び増幅率の算出方法については後述する。
【００３７】
加算部７１１は、遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍ１の出力信号を加算し、第１チャンネルの信号として出力する。加算部７１２は、遅延・増幅モジュール３１２〜３ｍ２の出力信号を加算し、第２チャンネルの信号として出力する。加算部７１ｎは、遅延・増幅モジュール３１ｎ〜３ｍｎの出力信号を加算し、第ｎチャンネルの信号として出力する。このように、信号処理部３は、ｎチャンネルの信号のそれぞれをｎ個のアンプ４１〜４ｎに出力する。アンプ４１〜４ｎは、入力したｎチャンネルの信号を増幅し、増幅後の信号をアレイスピーカ１００に内蔵されているｎ個のスピーカユニット５１１〜５１ｎに出力する。スピーカユニット５１１〜５１ｎは、アンプ４１〜４ｎから入力した信号にしたがって演奏者Ａ１〜Ａｍに対してモニタ音声を放射する。尚、以降、演奏者がＡ１〜Ａ４の４名である場合を例にして説明する。
【００３８】
操作部８は、操作者が音響システムの操作を行うためのユニットであり、位置情報入力部８１及び音量調整部８２を備える。
位置情報保持部７は、操作部８から演奏者Ａ１〜Ａ４の位置である実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４及びアレイスピーカ１００の設置位置を取得し、制御部６に出力する。
【００３９】
図４は、ステージ、アレイスピーカ１００、及び、アレイスピーカ１００を対称軸としてステージと対称位置にある鏡像空間を示す説明図である。ここで、対称軸とは、図４におけるアレイスピーカ１００内に表示されている破線部のことである。さらに図２を参照すると、対称軸とは、アレイスピーカ１００を構成する円形のスピーカユニット５１１〜５１ｎの各々の略中心を横方向に全てつないだ仮想的な線を意味する。
【００４０】
図４に示すように、ステージ上では、演奏者Ａ１〜Ａ４が発する音に加えて、鏡像空間から疑似的に再現された反射音（以下、「疑似反射音」と呼ぶ。）が聞こえることになる。図４において、ＡＬ１〜ＡＬ４は演奏者Ａ１〜Ａ４の位置、すなわち、実音源位置を示し、ＡＬ１′〜ＡＬ４′は鏡像空間内の仮想音源の位置を示す。仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′は、実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４の対称な点に位置する。ここで、制御部６が実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４に基づいて仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′を算出する方法について述べる。例えば、ＡＬ１（ここでは点Ａと呼ぶ）からアレイスピーカ１００の長辺方向（ここではＹ軸と呼ぶ）に対して垂直に直線を引き、そのままＹ軸を交差して、Ｙ軸の向こう側まで線を伸ばす。その直線がＹ軸と交わったところを点Ｂとする。その線上で点Ａから点Ｂまでの長さと、点Ｂから、ある点までの長さが同じになるように、Ｙ軸に関して点Ａとは反対側に、その線上である点をとる。その点をＣとすると、点Ｃは点ＡからＹ軸に関して対称な点となり、その位置はＡＬ１′となる。これによって、ＡＬ１からＡＬ１′が算出される。ＡＬ２〜ＡＬ４からＡＬ２′〜ＡＬ４′の算出方法も同様である。
【００４１】
制御部６は、位置情報保持部７から取得した実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４及びアレイスピーカ１００の設置位置に応じて、第１系統〜第４系統の信号の実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４に対応する仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′を求める。次いで、制御部６は、第１系統〜第４系統の信号に設定する遅延量及び増幅率であって、仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′の各々を中心とする波面を生成するのに要する遅延量及び増幅率を算出する。
【００４２】
制御部６は、第１系統〜第４系統の信号を個別に遅延させ増幅する遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、・・・、３４１〜３４ｎに対する遅延量及び増幅率を算出する。遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、・・・、３４１〜３４ｎは、これらの遅延量及び増幅率にしたがって第１系統〜第４系統の信号を個別に遅延させ増幅する。その結果、実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４に対応する仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′を中心とする波面を生成するための音がアレイスピーカ１００から放射される。
【００４３】
次に、上記構成による実施の形態１の動作について説明する。ここでは、図１及び図３を参照して説明する。
まず、操作者は、演奏者Ａ１〜Ａ４の動きに応じて、演奏者Ａ１〜Ａ４の位置である実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４を位置情報入力部（音源位置受け付け手段及びスピーカ位置受け付け手段）８１に入力する。位置情報入力部８１は、例えばグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を用いたものでよい。操作者はグラフィカルユーザインタフェースを操作して、予め入力されているステージの平面図又は立体図に対してマウス、タッチペン等のポインティングデバイスで演奏者の位置を指し示すことにより演奏者Ａ１〜Ａ４の位置を入力する。尚、マイク１１〜１４の位置を実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４として入力してもよい。また、操作者は、アレイスピーカ１００の位置も位置情報入力部８１に入力する。また、操作者は、音量調整部８２を操作して第１系統〜第４系統の信号の音量を調整して、マイク１１〜１４が集音した音声が適切な音量及び音量バランスで演奏者Ａ１〜Ａ４に対して拡声されるように操作する。
【００４４】
操作部８にて設定された実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４は位置情報保持部７に一旦保持された後に、制御部６に送られる。制御部６は、上述した算出方法を用いて、取得した実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４に対応する仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′を鏡像空間内に求め、仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′の各々を中心とした波面を生成するために要する信号の遅延量ｔd  および増幅率Ｇを個別に算出する。
【００４５】
遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎは、遅延量ｔd および増幅率Ｇにしたがって、マイク１１から入力した音声信号を個別に遅延させ増幅するが、それらの遅延量ｔd および増幅率Ｇは、仮想音源位置ＡＬ１′と、アレイスピーカ１００を構成する各スピーカユニット５１１〜５１ｎの位置との距離に基づいて算出される。具体的には、遅延量ｔd  および増幅率Ｇは、仮想音源と各スピーカユニット５１１〜５１ｎ間の距離をｄとすると、以下の式により算出される。
遅延量  ｔd ＝ｄ／ｃ      ｃは音速
増幅率  Ｇ＝ｄr           ｒは距離減衰定数（０＞ｒ＞−２）
【００４６】
図５は、第１系統の実音源位置ＡＬ１を中心とした波面及び実音源位置に対応する仮想音源位置ＡＬ１′を中心とした波面を示す説明図である。
図５において、ＡＬ１〜ＡＬ４は演奏者Ａ１〜Ａ４の位置、すなわち、実音源位置を示し、ＡＬ１′は鏡像空間に相当する観客席における仮想音源の位置を示す。仮想音源位置ＡＬ１′は、実音源位置ＡＬ１に対応する。また、図５において、破線は実音源位置ＡＬ１を中心とした波面を示し、２点破線は仮想音源位置ＡＬ１′を中心とした波面を示す。
【００４７】
図５に示すように、ステージ上の演奏者Ａ１には、実音源位置ＡＬ１から発せられる波面に加えて、仮想音源位置ＡＬ１′から発せられる波面がアレイスピーカ１００を経て伝わる。すなわち、演奏者Ａ１は、アレイスピーカ１００から発せられた音を、音響的に、アレイスピーカ１００の位置にあると仮定した壁からの反射音として知覚する。上述したように、この反射音は疑似反射音である。演奏者Ａ１の発する音と比較して疑似反射音は時間的に遅れて演奏者Ａ１の耳に届くゆえ、ハース効果によりステージ上の演奏者Ａ１には演奏者Ａ１の発する直接音、すなわち実音源からの直接音が増強されたように知覚され、自然なモニタ環境が実現できる。ここでハース効果とは、先行音効果とも呼ばれ、概ね２０ｍｓ以内の時間差で２つの似通った信号が耳に到達した場合、先行する音が知覚されるという効果であるが、後に届く音も聴感上直接音の音圧を上げる役割を果たす。一般的に反射音は直接音より後に耳に届くが、初期の反射音すなわち直接音が耳に到達してから概ね２０ｍｓ以内に耳に到達する反射音は聴感上直接音の音圧を上げる働きをし、結果的に初期反射音が多い環境の方が大きな音に聞こえる。実施の形態１では疑似的にハース効果を実現し、演奏者Ａ１の発する音が大きく聞こえるようにする。
【００４８】
また、実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４である演奏者Ａ１〜Ａ４の位置に対してそれぞれ異なる仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′が割り当てられるゆえ、たとえ各楽器の音色が似ていて、又は、各楽器の音量バランスが適切でなかったとしても、カクテルパーティ効果により、各楽器音を分離して聞き分けることができる。ここでカクテルパーティ効果とは、音源の位置や音質的特徴などを手掛かりに特定の音を選択的に聞くことができるという聴覚心理上の効果である。音源位置はこの効果の実現に大きな役割を果たしていると考えられ、実施の形態１では実音源からの直接音による音像定位を目標としているので、音源位置は実音源位置として知覚され、カクテルパーティ効果を引き起こすことができる。また、仮想音源からアレイスピーカ１００までの距離を経た波面を再現するゆえ、従来の拡声用スピーカに近づいたときと異なり、アレイスピーカ１００に近づいても音圧が急激に高まることがなく、聴覚に危険を及ぼす可能性を低下させることができる。さらに、同様の理由により、マイク１１〜１４が従来のモニタ用スピーカに近づいたときと比較して他の楽器音の回り込み量の変化を相対的に低減させることができ、いわゆるハウリングの防止に効果がある。また、演奏者Ａ１〜Ａ４が演奏位置を変えると仮想音源位置も変わるため、ステージ上の音場も変化し、演奏者Ａ１〜Ａ４の神経高揚に有効である。
【００４９】
また、従来の音響システムを用いると、電気的に信号が伝送され放音されるゆえ、直接音よりモニタスピーカからのモニタ音声の方が先行して聞こえることが少なくない。それゆえ、モニタ音声はモニタスピーカに定位し、モニタスピーカから発せられる混合音として知覚され、個々の楽器音を区別することが困難になる。個々の楽器音を聞き取りやすくモニタするにはそれぞれの音量や音質を適切に管理する必要があり、その許容範囲は実施の形態１のものと比較して大幅に狭い。それゆえ、操作者はモニタ信号の管理・調整を適切に行う必要があり、大きな負担であった。さらに、従来の方式では演奏者が多くなれば必要なモニタ信号の系統数も増加し、それぞれの混合比を調整する操作者の負担も増加していたが、実施の形態１によればモニタ信号の系統数が増えることはないため、調整者の負担は従来の方式のように増加することはない。このため、実施の形態１によれば、モニタ信号の管理・調整に費やしていた操作者の負担を軽減することができる。
【００５０】
なお、従来からステージ上に反響板を設置することにより同様の効果が得られることが知られている。しかし、反響板は大型で設置が困難であるうえ、視覚をさえぎるゆえ、ステージと観客席の間などには設置できない。これに対して、実施の形態１によれば大型の反響板と同等の効果を小型のアレイスピーカ１００で実現することができる。
【００５１】
実施の形態２
以下、図面を参照して実施の形態２を具体的に説明する。
図６は、演奏会でステージ上での演奏を観客に対して拡声する状況を示す説明図である。
【００５２】
図６において、アレイスピーカ２００は、ステージと観客席の境界近傍のステージ側に据え付けられている。図６において、アレイスピーカ２００を挟んで左側はステージであり、右側は観客席である。ステージ上には実音源となる４人の演奏者Ａ１〜Ａ４が存在する。さらに、実施の形態１とは異なり、観客席には観客の一部として、例えば、観客Ｂ１〜Ｂ３が存在する。また、図中には表記しないが、別室又は観客席内に設置された音響ブース内で操作者が実施の形態２に係るモニタ制御装置を操作しているとする。演奏者Ａ１〜Ａ４の近傍にはそれぞれマイク１１〜１４が設置されている。尚、マイク１１〜１４は、それぞれ、演奏者Ａ１〜Ａ４と同じ位置にあるものとみなしてよい。
【００５３】
図７は、実施の形態２におけるアレイスピーカ２００の外観図である。このうち、図７（Ａ）は、アレイスピーカ２００の背面図であり、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、正面図であり、図７（Ｄ）は、右側面図である。より具体的には、図７（Ａ）はアレイスピーカ２００の背面から見た外観図であり、図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、演奏者側から見たアレイスピーカ２００の外観図であり、図７（Ｄ）は、アレイスピーカ２００の側面側から見た外観図である。
【００５４】
アレイスピーカ２００は、ステージと観客席の境界付近からステージよりの床の上に据え付けられている横長のスピーカである。アレイスピーカ２００の横の長さは、ステージの幅程度の長さ（例えば、約１０ｍ）であるのが望ましい。したがって、アレイスピーカ２００は、ステージの幅位の長さの細長いキャビネット内に設置される。アレイスピーカ２００は、演奏者用のモニタスピーカであるｎ個（本図では、９個）のスピーカユニット５１１〜５１ｎ及び観客用のｎ個（本図では、９個）のスピーカユニット５２１〜５２ｎを有しており、スピーカユニット５１１〜５１ｎは演奏者Ａ１〜Ａ４に向けられたバッフル板７００に組み込まれ、スピーカユニット５２１〜５２ｎは観客席に向けられたバッフル板７１０に組み込まれている。バッフル板７００及び７１０とは、複数の穴が設けられた平面板であって、スピーカユニット５１１〜５１ｎ及び５２１〜５２ｎはそれらの穴に取り付けられる。各スピーカユニット５１１〜５１ｎ及び５２１〜５２ｎの形は円であり、その大きさは、例えば直径１０ｃｍ〜３０ｃｍ位である。アレイスピーカ２００の高さは、例えば４０ｃｍ〜５０ｃｍ位である。実施の形態２では、スピーカユニット５１１〜５１ｎによってアレイスピーカ系統５１が構成され、スピーカユニット５２１〜５２ｎによってアレイスピーカ系統５２が構成される。ステージ上の演奏者Ａ１〜Ａ４は、アレイスピーカ系統５１から放射されるモニタ音声を聴き取り、観客Ｂ１〜Ｂ３は、アレイスピーカ系統５２から放射される音声を聴き取る。尚、各スピーカユニット５１１〜５１ｎ及び５２１〜５２ｎの形は円としたが、これに限るものでなく、楕円、四角等の他の形であってもよい。
【００５５】
図８は、実施の形態２に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
尚、本図は、音響システムを構成する主要なユニットの数を限定せずに、一般化した数（ｎ及びｍ）を用いて表現したものである。
【００５６】
図８に示すように、音響システムは、ｍ個のマイク１１〜１ｍ、モニタ制御装置２０、及びアレイスピーカ２００を備える。モニタ制御装置２０は、レベル調整部９０、信号処理部９、制御部６、位置情報保持部７、操作部８及び２×ｎ個のアンプ４１１〜４１ｎ及び４２１〜４２ｎを備える。レベル調整部９０は、ｍ個のレベル調整モジュール９１〜９ｍを備え、信号処理部９は、ｍ×ｎ個の遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍｎ及び２×ｎ個の加算部７１１〜７１ｎと７２１〜７２ｎを備える。加算部７１１〜７１ｎは、遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍ１、３１２〜３ｍ２、・・・、３１ｎ〜３ｍｎの出力信号をそれぞれ加算し、アンプ４１１〜４１ｎに出力する。同様に、加算部７２１〜７２ｎは、遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍ１、３１２〜３ｍ２、・・・、３１ｎ〜３ｍｎの出力信号をそれぞれ加算し、アンプ４２１〜４２ｎに出力する。
【００５７】
アレイスピーカ２００は、ｎ個のスピーカユニット５１１〜５１ｎから構成されるアレイスピーカ系統（第１のアレイスピーカ）５１及びｎ個のスピーカユニット５２１〜５２ｎから構成されるアレイスピーカ（第２のアレイスピーカ）系統５２を備える。アレイスピーカ系統５１は演奏者用のアレイスピーカ２００であり、アレイスピーカ系統５２は観客用のアレイスピーカ２００である。アレイスピーカ系統５１を構成するスピーカユニット５１１〜５１ｎは、アンプ４１１〜４１ｎから入力する信号にしたがってモニタ音声を演奏者Ａ１〜Ａｍに対して放射する。一方、アレイスピーカ系統５２を構成するスピーカユニット５２１〜５２ｎは、アンプ４２１〜４２ｎから入力する信号にしたがって音声を観客に対して放射する。
【００５８】
レベル調整モジュール９１は、演奏者Ａ１のマイク１１から入力した音声信号を増幅した後に、第１系統の信号として遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎに出力する。レベル調整モジュール９２は、演奏者Ａ２のマイク１２から入力した音声信号を増幅した後に、第２系統の信号として遅延・増幅モジュール３２１〜３２ｎに出力する。レベル調整モジュール９ｍは、演奏者Ａｍのマイク１ｍから入力した音声信号を増幅した後に、第ｍ系統の信号として遅延・増幅モジュール３ｍ１〜３ｍｎに出力する。すなわち、第１系統〜第ｍ系統の信号のそれぞれは、スピーカユニットの数であるｎ個に分岐され、遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、３２１〜３２ｎ、・・・、３ｍ１〜３ｍｎに入力される。遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍｎは、上述した遅延量ｔd および増幅率Ｇにしたがって、マイク１１〜１ｍから入力した音声信号を個別に遅延させ増幅し、アレイスピーカ２００を構成する複数のスピーカユニット５１１〜５２ｎのそれぞれに対応するアンプ４１１〜４２ｎに出力する。
【００５９】
実施の形態２においては、レベル調整部９０は、演奏者Ａ１〜Ａ４のマイク１１〜１４から入力した音声信号に対して、演奏者用のアレイスピーカ系統５１のレベル調整及び観客用のアレイスピーカ系統５２のレベル調整の２系統のレベル調整を行う。また、実施の形態２においては、アレイスピーカ系統５１及び５２を構成するスピーカユニット５１１〜５１ｎ及び５２１〜５２ｎに対して個別のアンプ４１１〜４１ｎ及び４２１〜４２ｎが設けられる。
【００６０】
実施の形態１と同様にアレイスピーカ系統５１は演奏者Ａ１〜Ａ４に向けられる。アレイスピーカ系統５１は、アレイスピーカ２００を対象軸とした鏡像空間に相当する観客席における仮想音源位置を中心とした波面を発生することによって、疑似反射音を演奏者Ａ１〜Ａ４に対して放射する。一方、アレイスピーカ系統５２は観客席に向けられるため、演奏者Ａ１〜Ａ４の位置に仮想音源が配置され、仮想音源を中心とした波面が観客席に対して放射される。ここで、空間の対称性から、アレイスピーカ２００を対称軸とした対称点に仮想音源を配置することは、同一音源に対して同じ距離を設定し、同じ遅延量及び同じ増幅率の組み合わせを設定することに等しい。ゆえに、アレイスピーカ系統５１及び５２のそれぞれに対応するスピーカユニット５１１〜５１ｎ及び５２１〜５２ｎは、信号処理部９により生成された信号を出力するが、観客席内の仮想音源とスピーカユニット５１１〜５１ｎの距離及びステージ内の仮想音源とスピーカユニット５２１〜５２ｎの距離が同じゆえ、信号処理部９に設定される遅延量ｔd 及び増幅率Ｇは共用でき、時分割処理などを行うことにより演算量や処理時間を削減することができる。
【００６１】
このようにすることで、第１系統の信号は、アレイスピーカ２００によって、演奏者Ａ１に対して疑似反射音として放射される一方、観客に対しては演奏者Ａ１の位置を中心とする波面を生成する音波として出力される。第２系統〜第４系統の信号に対しても上記と同様の処理が施され、それぞれの仮想音源位置を中心とする波面を生成する音波としてアレイスピーカ２００から出力される。
【００６２】
図９は、仮想音源が割り当てられた演奏者Ａ１の位置（実音源位置ＡＬ１）を中心とした波面を示す説明図である。
図９に示すように、観客席の広い範囲において、実際にはアレイスピーカ２００から観客Ｂ１〜Ｂ３に対して放射されている音であるにもかかわらず、観客は、演奏者Ａ１から直接音が届いているかのごとく知覚する。
【００６３】
図１０は、ステージ、アレイスピーカ２００、及び、アレイスピーカ２００を対称軸としてステージと対称位置にある鏡像空間を示す説明図である。ここで、対称軸とは、図１０におけるアレイスピーカ２００内に表示されている破線部のことである。さらに図７を参照すると、対称軸とは、アレイスピーカ２００の筐体内部の横方向の略中心線である。
図１０に示すように、実施の形態１と同様に、ステージ上の演奏者Ａ１〜Ａ４には、演奏者Ａ１〜Ａ４の発する音の他にアレイスピーカ２００から疑似反射音が聞こえる。演奏者Ａ１〜Ａ４の発する音と比較して疑似反射音は時間的に遅れて耳に届くゆえ、ハース効果によりステージ上の演奏者Ａ１〜Ａ４には演奏者Ａ１〜Ａ４の発する直接音が増強されたように知覚される。また、いずれの演奏者Ａ１〜Ａ４に対してもそれぞれ仮想音源が割り当てられるゆえ、カクテルパーティ効果により、たとえ演奏音が似通っていたとしても独立の演奏音として知覚される。また、独立の演奏音として楽器音が聞き取りやすくなるゆえ、従来のステージモニタを使用せずとも良好なモニタ環境が実現でき、操作者の負担を軽減することができる。なお、演奏者側に向けられたスピーカから観客席側への音の回り込みや、観客席側に向けられたスピーカから演奏者側への音の回り込みが生じるが、それぞれの側から見た仮想音源位置はそれぞれの側に向けられたスピーカの再生する波面の仮想音源位置と同位置とみなすことができるので大きな影響はない。
【００６４】
実施の形態３
以下、図面を参照して実施の形態３を具体的に説明する。
図１１は、実施の形態３に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
尚、本図は、音響システムを構成する主要なユニットの数を限定せずに、一般化した数（ｎ及びｍ）を用いて表現したものである。
【００６５】
実施の形態３においては、実施の形態２と異なり、レベル調整部９０は、演奏者Ａ１〜Ａｍのマイク１１〜１ｍから入力した音声信号に対して、演奏者用のアレイスピーカ系統５１のレベル調整と観客用のアレイスピーカ系統５２のレベル調整を共通に行う。また、実施の形態３においては、実施の形態２と異なり、アレイスピーカ系統５１及び５２を構成するスピーカユニット５１１〜５１ｎ及び５２１〜５２ｎに対し個別のアンプ４１１〜４１ｎ及び４２１〜４２ｎが設けられ、アンプ４１１〜４１ｎ及び４２１〜４２ｎの増幅率はアレイスピーカ系統別に調整できるものとする。
【００６６】
図１１に示すように、音響システムは、ｍ個のマイク１１〜１ｍ、モニタ制御装置３０、及びアレイスピーカ２００を備える。モニタ制御装置３０は、レベル調整部９０、信号処理部３、制御部６、位置情報保持部７、操作部８及び２×ｎ個のアンプ４１１〜４１ｎ及び４２１〜４２ｎを備える。レベル調整部９０は、ｍ個のレベル調整モジュール９１〜９ｍを備え、信号処理部３は、ｍ×ｎ個の遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍｎ及びｎ個の加算部７１１〜７１ｎを備える。
【００６７】
加算部７１１は、遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍ１の出力信号を加算し、アンプ４１１及び４２１に出力する。加算部７１２は、遅延・増幅モジュール３１２〜３ｍ２の出力信号を加算し、アンプ４１２及び４２２に出力する。加算部７１ｎは、遅延・増幅モジュール３１ｎ〜３ｍｎの出力信号を加算し、アンプ４１ｎ及び４２ｎに出力する。
【００６８】
アレイスピーカ２００は、ｎ個のスピーカユニット５１１〜５１ｎから構成されるアレイスピーカ系統５１及びｎ個のスピーカユニット５２１〜５２ｎから構成されるアレイスピーカ系統５２を備える。アレイスピーカ系統５１は演奏者用のアレイスピーカであり、アレイスピーカ系統５２は観客用のアレイスピーカである。アレイスピーカ系統５１を構成するスピーカユニット５１１〜５１ｎは、アンプ４１１〜４１ｎから入力する信号にしたがってモニタ音声を演奏者Ａ１〜Ａｍに対して放射する。一方、アレイスピーカ系統５２を構成するスピーカユニット５２１〜５２ｎは、アンプ４２１〜４２ｎから入力する信号にしたがって音声を観客に対して放射する。
【００６９】
レベル調整モジュール９１は、演奏者Ａ１のマイク１１から入力した音声信号を増幅した後に、第１系統の信号として遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎに出力する。レベル調整モジュール９２は、演奏者Ａ２のマイク１２から入力した音声信号を増幅した後に、第２系統の信号として遅延・増幅モジュール３２１〜３２ｎに出力する。レベル調整モジュール９ｍは、演奏者Ａｍのマイク１ｍから入力した音声信号を増幅した後に、第ｍ系統の信号として遅延・増幅モジュール３ｍ１〜３ｍｎに出力する。このように、第１系統〜第ｍ系統の信号のそれぞれは、スピーカユニットの数であるｎ個に分岐され、遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、３２１〜３２ｎ、・・・、３ｍ１〜３ｍｎに入力される。遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍｎは、上述した遅延量ｔd および増幅率Ｇにしたがって、マイク１１〜１ｍから入力した音声信号を個別に遅延させ増幅し、アレイスピーカ２００を構成する複数のスピーカユニット５１１〜５２ｎのそれぞれに対応するアンプ４１１〜４２ｎに出力する。
【００７０】
操作者は音量調整部８２を操作して、レベル調整モジュール９１〜９ｍの各々に対する増幅率を設定し、各音声信号が適切な音量でかつ音量バランスで観客席に拡声されるようにする。ここで適切な音量バランスとは、演奏する音楽の内容に依存するが、一般的に似通った音量であることが多い。この場合、観客に提供するのと同じ音量バランスでステージ上に放音してもほぼ均一に他の音源を聞き取ることができる。ただし、観客側に放音する音量とステージ上に放音する音量に差を設ける必要がある場合がある。この場合、アレイスピーカ系統別にアンプ４１１〜４１ｎ及び４２１〜４２ｎの増幅率を調整することにより音量差を実現することができる。また、レベル調整が必要なアレイスピーカ２００の系統数が半分になるゆえ、操作者の負担が大幅に削減されるうえ、信号処理部３の構成を大幅に簡略化することができる。
【００７１】
実施の形態４
以下、図面を参照して実施の形態４を具体的に説明する。
図１２は、実施の形態４に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。
尚、本図は、音響システムを構成する主要なユニットの数を限定せずに、一般化した数（ｎ及びｍ）を用いて表現したものである。
【００７２】
実施の形態４においては、実施の形態３と異なり、アレイスピーカ系統５１を構成するスピーカユニット５１１〜５１ｎ及びアレイスピーカ系統５２を構成するスピーカユニット５２１〜５２ｎにおいて、系統ごとに対応するスピーカユニットを接続する。
図１２に示すように、音響システムは、ｍ個のマイク１１〜１ｍ、モニタ制御装置４０及びアレイスピーカ４００を備える。モニタ制御装置４０は、レベル調整部９０、信号処理部３、制御部６、位置情報保持部７、操作部８及びアンプ４１〜４ｎを備える。レベル調整部９０は、ｍ個のレベル調整モジュール９１〜９ｍを備え、信号処理部３は、ｍ×ｎ個の遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍｎ及びｎ個の加算部７１１〜７１ｎを備える。加算部７１１は、遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍ１の出力信号を加算し、アンプ４１に出力する。加算部７１２は、遅延・増幅モジュール３１２〜３ｍ２の出力信号を加算し、アンプ４２に出力する。加算部７１ｎは、遅延・増幅モジュール３１ｎ〜３ｍｎの出力信号を加算し、アンプ４ｎに出力する。遅延・増幅モジュール３１１〜３ｍｎは、上述した遅延量ｔd および増幅率Ｇにしたがって、マイク１１〜１ｍから入力した音声信号を個別に遅延させ増幅し、アレイスピーカ４００を構成する複数対のスピーカユニット５１１〜５１ｎ及び５２１〜５２ｎのそれぞれに対応するアンプ４１〜４ｎに出力する。
【００７３】
アレイスピーカ４００は、ｎ個のスピーカユニット５１１〜５１ｎから構成されるアレイスピーカ系統５１及びｎ個のスピーカユニット５２１〜５２ｎから構成されるアレイスピーカ系統５２を備える。アレイスピーカ系統５１は演奏者用のアレイスピーカであり、アレイスピーカ系統５２は観客用のアレイスピーカである。アレイスピーカ系統５１を構成するスピーカユニット５１１〜５１ｎ及びアレイスピーカ系統５２を構成するスピーカユニット５２１〜５２ｎは、アンプ４１〜４ｎから入力する信号にしたがって、演奏者Ａ１〜Ａｍに対してモニタ音声を放射し、観客に対して音声を放射する。
【００７４】
実施の形態４は、アレイスピーカ系統５１を構成するスピーカユニット５１１〜５１ｎ及びアレイスピーカ系統５２を構成するスピーカユニット５２１〜５２ｎにおいて、系統ごとに対応するスピーカユニットを接続するものである。すなわち、スピーカユニット５１１及び５２１、スピーカユニット５１２及び５２２、・・・、スピーカユニット５１ｎ及び５２ｎをそれぞれ接続する。ここで、アレイスピーカ系統５２が観客側に放射する音声の音量と、アレイスピーカ系統５１がステージ上に放射する音声の音量に差を設ける必要がある場合がある。この場合、系統別にスピーカの入力電圧に対する能率を調整することにより音量差を実現することができる。調整方法としては、能率の異なるスピーカを選択すること、減衰器を挿入すること等が挙げられる。その結果、実施の形態４においても、実施の形態２により得られる効果と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態３と比較した場合、アンプの数は半分となるため、装置構成を簡略化することができる。
【００７５】
変形例
本発明は上述した実施形態に限らず、他の態様でも実施することが可能である。以下に変形例として幾つかの実施の態様を示す。
【００７６】
（変形例１）
上述した実施の形態においては、４つの入力信号系統に対して波面を出力する場合を例にしたが、入力信号系統は任意の数に設定可能である。
【００７７】
（変形例２）
上述した実施の形態においては、入力信号系統はマイク１１〜１４を用いて直接音を集音する形態をとったが、入力信号は電子的に信号を出力する楽器であってもよい。この場合、演奏者Ａ１〜Ａ４近傍に設置した通常のスピーカからの音声を直接音として扱い、アレイスピーカ１００、２００又は４００から演奏音を放射すれば、上述の実施形態により得られる効果と同様の効果を得られる。
【００７８】
（変形例３）
上述した実施の形態においては、入力信号系統はマイク１１〜１４を用いて直接音を集音する形態をとったが、入力信号は電子的に信号を出力する楽器であってもよい。この場合、直接音は実音源位置からは放出されないが、観客側からは設定した仮想音源位置から楽器音が放出されているように知覚される。一方、ステージ上からはアレイスピーカ１００、２００又は４００の位置に対し線対称となる鏡像空間上に位置する仮想音源から楽器音が放出されているように知覚される。
【００７９】
（変形例４）
上述した実施の形態においては、操作者は、操作部８の位置情報入力部８１が提供する平面図に対して実音源位置の平面座標情報（Ｘ−Ｙ軸座標）を設定したが、それに加えて実音源位置の高さ情報（Ｚ軸座標）を設定してもよい。これにより、実音源位置が３次元座標で表現された位置情報として設定される。すなわち、実音源である演奏者Ａ１〜Ａ４がステージ上のアレイスピーカ１００、２００又は４００よりもかなり高い位置にいる場合には、実音源位置の３次元座標点と、実音源位置の平面座標点と、アレイスピーカ１００、２００又は４００の平面座標点により構成される３角形の斜辺の長さが、実音源位置とアレイスピーカ１００、２００又は４００との距離に相当する。例えば、操作部８にて設定された実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４の３次元位置情報は位置情報保持部７に一旦保持された後に、制御部６に送られる。制御部６は、上記の距離及び上述の式に基づいて、取得した実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４に対応する仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′を鏡像空間内に求めた上で仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′の各々を中心とした波面を生成するために要する信号の遅延量ｔd および増幅率Ｇを算出する。次いで、遅延・増幅モジュール３１１〜３１ｎ、・・・、３４１〜３４ｎは、これらの遅延量及び増幅率にしたがって第１系統〜第４系統の信号を遅延させ増幅し、その結果、他の実施の形態及び変形例と同様に、実音源位置ＡＬ１〜ＡＬ４に対応する仮想音源位置ＡＬ１′〜ＡＬ４′を中心とする波面を生成するための音がアレイスピーカ１００、２００又は４００から放射される。
【００８０】
（変形例５）
上述した実施の形態においては、位置情報入力部８１に対し、操作者が手動で実音源の位置情報である演奏者Ａ１〜Ａ４の位置情報及びアレイスピーカ位置情報を入力したが、操作者の入力負担の軽減及び正確な位置情報の入力の観点から、演奏者Ａ１〜Ａ４の位置情報については、自動的に検出し取得する構成をとってもよい。図１３は、変形例５に係るモニタ制御装置を備える音響システムの一例を示すブロック図である。図１３において、変形例５は、他の実施形態及び変形例とは異なり、演奏者Ａ１〜Ａ４の位置を捕捉して位置情報を取得し、その取得結果を実音源位置として制御部６に出力する捕捉位置情報入力部１３０を備える。例えば、各演奏者Ａ１〜Ａ４に無線タグを装着させ、各無線タグが演奏者Ａ１〜Ａ４の位置情報を捕捉位置情報入力部１３０に送信する構成にしてもよい。また演奏者Ａ１〜Ａ４にＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を装着させ、ＧＰＳ受信機が取得した位置情報を、ＧＰＳ受信機を識別する識別情報とともに捕捉位置情報入力部１３０に送信する構成にしてもよい。または、画像認識装置が検出した演奏者Ａ１〜Ａ４の位置を捕捉位置情報入力部１３０に送信する構成にしてもよい。例えば、ステージ全体を見渡せる位置にカメラを設置し、カメラから送られてくる映像を画像認識装置が解析して演奏者Ａ１〜Ａ４の位置を特定し、その結果を捕捉位置情報入力部１３０に送信する。画像認識装置を利用した場合、演奏者Ａ１〜Ａ４は無線タグ、ＧＰＳ受信機等の機器を装着する必要がない。
【００８１】
（変形例６）
上述した実施の形態においては、入力信号系統はレベル調整部２を経て直接、信号処理部３に入力されたが、この系統に音響効果付加手段を追加してもよい。例えば、イコライザ回路、ダイナミクス回路などのエフェクト回路を挿入し、音源位置から上記音響効果を付加した音が放出されているかのように制御することができる。
【００８２】
（変形例７）
上述した実施の形態においては、ステージ上での音楽演奏に適用した例であったが、他の例としては、講演や討論会などにも適用することができる。要するに、上述した実施形態においては、１つ又は複数の音源から集音された音響信号に対して、それぞれの実音源位置から増強して出るがごとく拡声するようにしているので、一人又は複数人で会話や演奏をおこなう場合、自然で聴きやすい音場を生成する音響システムを提供することができる。
【００８３】
（変形例８）
上述した実施の形態においては、照明装置と捕捉位置情報入力部１３０を連動して動作させてもよい。例えば、照明装置が照らす位置を実音源位置とみなして、その位置を捕捉位置情報入力部１３０に送信する構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１１〜１ｍ  マイク
２  レベル調整部
１０  モニタ制御装置
２１〜２ｍ  レベル調整モジュール
３  信号処理部
３１１〜３ｍ１  遅延・増幅モジュール
３１２〜３ｍ２  遅延・増幅モジュール
３１ｎ〜３ｍｎ  遅延・増幅モジュール
６  制御部
７  位置情報保持部
８  操作部
８１  位置情報入力部
８２  音量調整部
４１〜４ｎ  アンプ
１００  アレイスピーカ
５１１〜５１ｎ  スピーカユニット
１３０  捕捉位置情報入力部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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