(57)【要約】【課題】  複数の聴取者が現実的で不変な音像を認知するように、複数の聴取空間を含む聴取領域にサウンドを放射するマルチチャネル・オーディオ・システムを提供する。【解決手段】  このオーディオ・システムは、聴取領域における第１聴取空間に、聴取者の頭部に接近して配置され、チャネルの１つの成分に対応する第１音波を放射する指向性オーディオ・デバイスと、聴取領域内部でかつ聴取空間外部に、聴取空間から離れて配置され、第２チャネルの成分に対応する音波を放射する無指向性オーディオ・デバイスとを含む。【選択図】      図３Ａ
2004187300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルを含むオーディオ・システムであって、
複数の聴取空間から成る聴取領域と、
前記聴取空間の内第１聴取空間内において聴取者の頭部に接近して配置され、前記チャネルを受ける１つの範囲の成分に対応する第１音波を放射する指向性オーディオ・デバイスと、
前記聴取領域内部で前記聴取空間外部に、前記聴取空間から離れて配置され、前記チャネルの内第２チャネルの成分に対応する音波を放射する無指向性オーディオ・デバイスと、
を備えたオーディオ・システム。
【請求項２】
請求項１記載のオーディオ・システムにおいて、前記指向性オーディオ・デバイスが複数の音響ドライバから成り、該音響ドライバが放射する音波が、空間内の第１所定位置において相殺的に干渉し、空間内の第２所定位置において非相殺的に干渉するように前記音響ドライバが配置構成された、オーディオ・システム。
【請求項３】
請求項２記載のオーディオ・システムにおいて、前記第１所定の位置が第１聴取空間内にあり、前記第２所定位置が第２聴取空間内にある、オーディオ・システム。
【請求項４】
請求項２記載のオーディオ・システムにおいて、前記第１所定位置が、聴取者の第１の耳を受容する第１体積に近接し、前記第２所定位置が、前記聴取者の第２の耳を受容する第２体積に近接する、オーディオ・システム。
【請求項５】
請求項１記載のオーディオ・システムにおいて、前記聴取領域が劇場であり、前記第１および第２聴取空間が前記劇場内部の着座位置である、オーディオ・システム。
【請求項６】
請求項１記載のオーディオ・システムにおいて、前記聴取領域が車両の乗員室であり、前記聴取位置が前記車両の乗員室内部の着座位置である、オーディオ・システム。
【請求項７】
オーディオ・システムを動作させて、隣接する第１聴取空間および第２聴取空間にサウンドを放射する方法であって、
第１オーディオ信号を受け、
第１オーディオ信号を第１変換器に送信し、
前記第１変換器によって、前記第１オーディオ信号を、該第１オーディオ信号に対応する第１音波に変換し、
前記第１音波を第１聴取空間に放射し、
前記第１オーディオ信号を処理して、遅延第１オーディオ信号を供給し、前記処理が、前記オーディオ信号の時間を遅延させること、および前記オーディオ信号の位相をシフトすることの少なくとも１つから成り、
前記遅延第１オーディオ信号を第２変換器に送信し、
前記第２変換器によって、前記遅延第１オーディオ信号を、該遅延第１オーディオ信号に対応する第２音波に変換し、
前記第２音波を前記第２聴取空間に放射する、
ことを含む方法。
【請求項８】
劇場の隣接する１対の座席間にある、指向性音響放射デバイス。
【請求項９】
請求項８記載の装置において、前記指向性放射デバイスが、第１オーディオ信号に対応する第１音波を放射し、第２オーディオ信号に対応する第２音波を放射し、
前記第１音波に対向する第３音波を放射し、
前記第２音波に対向する第４音波を放射するように構成配置された装置。
【請求項１０】
請求項８記載の装置において、前記劇場の座席の１つが、着席する人の頭部の通常の位置の下にあり、前記劇場の座席の第２の座席が、着席する人の頭部の通常の位置の下にあり、前記指向性音響放射デバイスが、前記第１座席通常位置および前記第２座席通常位置から実質的に等距離にある、装置。
【請求項１１】
操作者の頭部に限定された指向性音響放射デバイスを備える再生システムを備えるオーディオ・ミキシング・システムであって、
前記再生システムが、更に、前記操作者の前記頭部に限定されない音響放射デバイスを備える、オーディオ・ミキシング・システム。
【請求項１２】
請求項１１記載のオーディオ・ミキシング・システムであって、更に、ビデオ画像を表示するビデオ・システムを備えており、前記操作者が、関連するビデオ画像と一致する音源位置と整合したオーディオ・キューを有する音響エネルギに変換可能なオーディオ信号を混合可能とする、オーディオ・ミキシング・システム。
【請求項１３】
請求項１２記載のオーディオ・ミキシング・システムにおいて、前記ビデオ・システムが三次元ビデオ・システムである、オーディオ・ミキシング・システム。
【請求項１４】
指向性音響放射デバイスであって、
エンクロージャと、
２つのエレメントを備え、前記エンクロージャ内に取り付けられた第１指向性サブアレイであって、前記第１の２つのエレメントが協動して第１音波を指向的に放射し、前記第１の２つのエレメントの各々が軸を有し、前記第１の２つのエレメントの前記軸が第１面を規定する、第１指向性サブアレイと、
２つのエレメントを備え、前記エンクロージャ内に取り付けられた第２指向性サブアレイであって、前記第２の２つのエレメントが協動して第２音波を指向的に放射し、前記第２の２つのエレメントの各々が軸を有し、前記第２の２つのエレメントの前記軸が第２面を規定する、第２指向性サブアレイと、
を備えており、
前記第１面および前記第２面が非平行である、
指向性音響放射デバイス。
【請求項１５】
請求項１２記載の指向性音響放射デバイスにおいて、前記第１指向性サブアレイの一方のエレメントの前記軸、および前記第２サブアレイの一方の前記軸が、第３面を規定し、
前記第１指向性サブアレイの他方のエレメントの前記軸、および前記第２サブアレイの他方のエレメントの前記軸が、第４面を規定し、
前記第３面および前記第４面が非平行である、
指向性音響放射デバイス。
【請求項１６】
オーディオ信号の放射方法であって、
第１オーディオ信号に対応する音波を、指向的に第１聴取空間に放射し、
第２オーディオ信号に対応する音波を、指向的に第２聴取空間に放射し、
第３オーディオ信号に対応する音波を、無指向的に前記第１聴取空間および前記第２聴取空間に放射する、
ことを含む方法。
【請求項１７】
指向性音響アレイ・システムであって、
各々第１音響ドライバおよび第２音響ドライバを有する、複数の指向性アレイを備えており、
前記複数の指向性アレイの前記第１音響ドライバを第１線上に共線的に配置し、
前記複数の指向性アレイの前記第２音響ドライバを第２線上に共線的に配置し、
前記第１線および前記第２線が平行である、
指向性音響アレイ・システム。
【請求項１８】
ライン・アレイ・システムであって、
第１オーディオ信号を供給するオーディオ信号源と、
第１直線上に共線的に装着した第１複数の音響ドライバから成る第１ライン・アレイと、
前記第１直線と平行な第２直線上に共線的に装着した第２複数の音響ドライバから成る第２ライン・アレイと、
前記オーディオ信号源および前記第１ライン・アレイを結合し、前記第１オーディオ信号を前記第１複数の音響ドライバに送信する信号処理回路と、
を備えており、
前記信号処理回路が、前記オーディオ信号源および前記第２複数の音響ドライバを相互結合し、前記第１オーディオ信号を前記第２複数の音響ドライバに送信し、
前記第２複数のドライバに送信する前記第１オーディオ信号の極性を反転させるように、前記信号処理回路が構成配置される、ライン・アレイ・システム。
【請求項１９】
請求項１６記載のライン・アレイ・システムにおいて、更に、前記第１複数の音響ドライバに送信する前記オーディオ信号と、前記第２複数の音響ドライバに送信する前記オーディオ信号との間の相対位相を変化させるように、前記信号処理回路が構成配置される、ライン・アレイ・システム。
【請求項２０】
オーディオ・ビジュアル再生素材を生成するオーディオ・ビジュアル・システムであって、
三次元ビデオ画像源と、
オーディオ信号を変更するオーディオ・ミキシング・システムであって、変更によって、聴取者の位置から所定の距離にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換可能なオーディオ信号を供給するように構成配置された、オーディオ・ミキシング・システムと、
後に再生するために、前記三次元ビデオ画像と前記変更オーディオ信号とを格納する記憶媒体と、
を備えたオーディオ・ビジュアル・システム。
【請求項２１】
請求項２０記載のオーディオ・ビジュアル・システムにおいて、更に、前記オーディオ信号を変更し、該オーディオ信号が、前記聴取者に対して所定の方位角位置にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換可能となるように、前記オーディオ・ミキシング・システムが構成配置される、オーディオ・ビジュアル・システム。
【請求項２２】
請求項２１記載のオーディオ・ビジュアル・システムにおいて、更に、前記オーディオ信号を変更し、該オーディオ信号が、前記聴取者に対して所定の仰角位置にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換可能となるように、前記オーディオ・ミキシング・システムが構成配置される、オーディオ・ビジュアル・システム。
【請求項２３】
請求項２０記載のオーディオ・ビジュアル・システムにおいて、前記オーディオ・ミキシング・システムが、前記オーディオ信号を変更し、該オーディオ信号が、前記ユーザに対して所定の仰角位置にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換可能となるようにした、オーディオ・ビジュアル・システム。
【請求項２４】
請求項２０記載のオーディオ・ビジュアル・システムにおいて、前記オーディオ・ミキシング・システムが、前記聴取者に限定的な音響放射デバイスと、前記聴取者に非限定的な音響放射デバイスとを含む、オーディオ・ビジュアル・システム。
【請求項２５】
オーディオ・ビジュアル素材を再生するオーディオ・ビジュアル再生システムであって、前記オーディオ・ビジュアル素材が、オーディオ信号を有するサウンド・トラックを含み、前記再生システムが、
三次元ビデオ画像を表示する表示装置と、
前記オーディオ・ビジュアル素材の視聴者のための着座デバイスと、
前記着座デバイスに対して固定の局在的方位にあり、前記オーディオ信号を当該オーディオ信号に対応する音響エネルギに変換し、前記音響エネルギが、前記視聴者から所定の距離にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを含むようにする電気音響変換器と、
を備えたオーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項２６】
請求項２５記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記電気音響変換器が、更に、前記オーディオ信号を、前記聴取者に対して所定の方位角位置にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換する、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項２７】
請求項２６記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記電気音響変換器が、更に、前記オーディオ信号を、前記聴取者に対して所定の仰角位置にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換する、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項２８】
請求項２５記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記電気音響変換器が、更に、前記オーディオ信号を、前記聴取者に対して所定の仰角位置にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換する、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項２９】
請求項２５記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記電気音響変換器が指向性変換器である、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３０】
請求項２９記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記指向性変換器が指向性アレイである、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３１】
オーディオ・ビジュアル素材を再生するオーディオ・ビジュアル再生システムであって、前記オーディオ・ビジュアル素材が、視聴者から所定の位置にある音源と整合した位置的キューを含むオーディオ信号を有するサウンド・トラックを含み、前記再生システムが、
三次元ビデオ画像を表示する表示装置と、
前記オーディオ・ビジュアル素材の視聴者のための着座デバイスと、
前記オーディオ信号を当該オーディオ信号に対応する音響エネルギに変換し、前記音響エネルギを、前記着座デバイス内に着座した視聴者の耳に向けて指向的に放射する指向性電気音響変換器と、
を備えたオーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３２】
請求項３１記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記指向性電気音響変換器が、更に、前記視聴者に対して所定の方位角位置にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに、前記オーディオ信号を変換する、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３３】
請求項３２記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記指向性電気音響変換器が、更に、前記視聴者に対して所定の仰角にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに、前記オーディオ信号を変換する、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３４】
請求項３１記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記指向性電気音響変換器が、更に、前記視聴者に対して所定の仰角にある音源と整合した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに、前記オーディオ信号を変換する、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３５】
請求項３１記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記オーディオ・ビジュアル再生システムが、更に、複数の視聴者のための複数の着座デバイスと、複数の電気音響変換器とを備えており、前記電気音響変換器の各々が、前記複数の着座デバイスの１つに対して局在的固定方位にある、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３６】
請求項３５記載のオーディオ・ビジュアル再生システムにおいて、前記複数の指向性変換器が指向性アレイである、オーディオ・ビジュアル再生システム。
【請求項３７】
オーディオ信号を指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する指向性音響デバイスと、オーディオ信号を無指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する無指向性音響デバイスとを備えているオーディオ・システムにおいて、人の頭部の寸法の範囲において対応する波長を有するスペクトル成分を含むオーディオ信号を処理する方法であって、
第１オーディオ・チャネル信号を受け、前記第１オーディオ・チャネル信号が、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）で処理したオーディオ信号を含み、
第２オーディオ・チャネル信号を受け、前記第２オーディオ・チャネル信号が、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を含まないものであり、
前記第１オーディオ・チャネル信号を前記指向性音響デバイスに向けて送出し、
前記第２オーディオ・チャネル信号を前記無指向性音響デバイスに向けて送出する、
ことを含む方法。
【請求項３８】
請求項３７記載の方法において、前記第１チャネル信号の送出は、前記第１チャネルを干渉デバイスに向けて送出することを含む方法。
【請求項３９】
オーディオ信号を指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する指向性音響デバイスと、オーディオ信号を無指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する無指向性音響デバイスとを備えているオーディオ・システムにおいて、人の頭部の寸法の範囲において対応する波長を有するスペクトル成分を含むオーディオ信号を処理する方法であって、
ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号がないオーディオ信号を受け、
前記受けたオーディオ信号を処理して、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を含む第１オーディオ信号と、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を含まないオーディオ信号とを生成し、
前記指向性音響デバイスがＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を受け、前記無指向性音響デバイスがＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を受けないように、前記ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を指向的に送出する、
ことを含む方法。
【請求項４０】
請求項３９記載の方法において、前記指向的送出は、干渉型指向性音響デバイスが、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を受けるように、前記ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を指向的に送出することを含む方法。
【請求項４１】
入力オーディオ信号を混合してマルチチャネル・オーディオ信号出力を供給する方法であって、前記マルチチャネル信号出力が、人の頭部の寸法の範囲において対応する波長を有するスペクトル成分を含む信号含む複数のオーディオ・チャネルから成り、前記方法が、
前記入力オーディオ信号を処理して、前記出力チャネルの内、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）で処理したオーディオ信号を含む第１出力チャネルを供給し、
前記入力オーディオ信号を処理して、前記出力チャネルの内、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）で処理したオーディオ信号がない第２出力チャネルを供給する、
ことを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の聴取空間を含む聴取領域のためのオーディオ・システムに関し、更に特定すれば、指向性アレイを用いてマルチチャネル・システムのチャネルの一部または全部を聴取者に対して放射するオーディオ・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００２年１２月３日に出願された米国特許出願第１０／３０９，３９５号に基づく優先権を主張するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の重要な目的は、音像の現実的（リアル）で不変の感覚を複数の聴取者に与えるように改良したオーディオ・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】
【０００４】
本発明によれば、複数のチャネルを有するオーディオ・システムは、複数の聴取空間を有する聴取領域を含む。このシステムは、更に、聴取空間の内第１聴取空間内において聴取者の頭部に接近して配置され、１つのチャネルの成分に対応する第１音波を放射する指向性オーディオ・デバイスと、聴取領域内部でかつ聴取空間外部に、聴取空間から離れて配置され、第２のチャネルの成分に対応する音波を放射する無指向性オーディオ・デバイスとを含む。
【０００５】
本発明の別の態様では、オーディオ・システムを動作させて、第１聴取空間および第２聴取空間に音響（サウンド）を放射する方法を提供する。第１聴取空間は第２聴取空間と隣接している。この方法は、第１オーディオ信号を受け取るステップと、  第１オーディオ信号を第１トランスデューサ（変換器）に送信するステップと、第１変換器によって、第１オーディオ信号を、第１オーディオ信号に対応する第１音波に変換するステップと、第１音波を第１聴取空間に放射するステップと、第１オーディオ信号を処理して、遅延第１オーディオ信号を発生するステップであって、この処理が、オーディオ信号の時間を遅延させること、およびオーディオ信号の位相をシフトすることの少なくとも１つから成る、ステップと、遅延第１オーディオ信号を第２変換器に送信するステップと、第２変換器によって、遅延第１オーディオ信号を、遅延第１オーディオ信号に対応する第２音波に変換するステップと、第２音波を第２聴取空間に放射するステップとを含む。
【０００６】
本発明の別の態様では、劇場の隣接する１対の座席は、当該１対の劇場座席の間に、指向性音響放射デバイスを含む。
本発明の別の態様では、オーディオ・ミキシング・システムは、操作者の頭部に近接する指向性音響放射デバイスと、操作者の頭部から離れた音響放射デバイスとを含む。
【０００７】
本発明の別の態様では、指向性音響放射デバイスは、エンクロージャと、２つのエレメントを備え、エンクロージャ内に取り付けられた第１指向性サブアレイであって、第１の２つのエレメントが協動して第１音波を指向的に放射し、第１の２つのエレメントの各々が軸を有し、第１の２つのエレメントの軸が第１面を規定する、第１指向性サブアレイと、２つのエレメントを備え、エンクロージャ内に取り付けられた第２指向性サブアレイであって、第２の２つのエレメントが協動して第２音波を指向的に放射し、第２の２つのエレメントの各々が軸を有し、第２の２つのエレメントの軸が第２面を規定する、第２指向性サブアレイとを含み、第１面および第２面が非平行である。
【０００８】
本発明の別の態様では、オーディオ信号の放射方法は、第１オーディオ信号に対応する音波を、指向的に第１聴取空間に放射するステップと、第２オーディオ信号に対応する音波を、指向的に第２聴取空間に放射するステップと、第３オーディオ信号に対応する音波を、無指向的に第１聴取空間および第２聴取空間に放射するステップとを含む。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、指向性音響アレイ・システムは、各々第１音響ドライバおよび第２音響ドライバを有する、複数の指向性アレイを含み、複数の指向性アレイの第１音響ドライバを、第１線上に共線的に（同一線上に）配置し、複数の指向性アレイの第２音響ドライバを、第２線上に共線的に配置し、第１線および第２線が平行である。
【００１０】
本発明の更に別の態様によれば、ライン・アレイ・システムは、第１オーディオ信号を供給するオーディオ信号源と、第１直線上に共線的に装着した第１複数の音響ドライバを有する第１ライン・アレイと、第１直線と平行な、第２直線上に共線的に装着した第２複数の音響ドライバを有する第２ライン・アレイと、オーディオ信号源および第１ライン・アレイを結合し、第１オーディオ信号を第１複数の音響ドライバに送信する信号処理回路とを備えており、前述の信号処理回路は、更に、前記オーディオ信号源および前記第２複数の音響ドライバを相互結合し、第１オーディオ信号を第２複数の音響ドライバに送信し、信号処理回路は第２複数のドライバに送信する第１オーディオ信号の極性を反転させるように構成配置される。
【００１１】
本発明の別の態様では、オーディオ・ビジュアル再生素材を作成するオーディオ・ビジュアル・システムは、三次元ビデオ画像源と、オーディオ信号を整形（変更）するオーディオ・ミキシング・システムであって、聴取者の位置から所定の距離にある音源と整合（一致）した位置的オーディオ・キューを有する音響エネルギに変換可能な変形オーディオ信号を発生するように構成配置した、オーディオ・ミキシング・システムと、後に再生するために、三次元ビデオ画像と変形オーディオ信号とを格納する記憶媒体とを含む。
【００１２】
本発明の別の態様では、オーディオ信号を有するサウンド・トラックを含むオーディオ・ビジュアル素材を再生するオーディオ・ビジュアル再生システムは、三次元ビデオ画像を表示する表示装置と、オーディオ・ビジュアル素材の視聴者のための着座デバイスと、着座デバイスに対して固定の局在的方位にあり、オーディオ信号を当該オーディオ信号に対応する音響エネルギに変換し、音響エネルギが、視聴者から所定の距離にある音源と密接に結びついた（整合した）位置的オーディオ・キューを含むようにする電気音響変換器とを含む。
本発明の別の態様では、視聴者から所定の位置にある音源と整合した位置的キューを含むオーディオ信号を有するサウンド・トラックを含むオーディオ・ビジュアル素材を再生するオーディオ・ビジュアル再生システムは、三次元ビデオ画像を表示する表示装置と、オーディオ・ビジュアル素材の視聴者のための着座デバイスと、オーディオ信号を当該オーディオ信号に対応する音響エネルギに変換し、音響エネルギを、着座デバイス内に着座した視聴者の耳に向けて指向的に放射する指向性電気音響変換器とを含む。
【００１３】
本発明の別の態様では、オーディオ・システムは、オーディオ信号を指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する指向性音響デバイスと、オーディオ信号を無指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する無指向性音響デバイスとを備えている。人の頭部の寸法の範囲において対応する波長を有するスペクトル成分を含むオーディオ信号を、当該オーディオ・システムによって処理する方法は、第１オーディオ・チャネル信号を受け取るステップであって、第１オーディオ・チャネル信号が、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：head related transfer function）で処理したオーディオ信号を含む、ステップと、第２オーディオ・チャネル信号を受け取るステップであって、第２オーディオ・チャネル信号が、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を含まない、ステップと、第１オーディオ・チャネル信号を指向性音響デバイスに送出するステップと、第２オーディオ・チャネル信号を無指向性音響デバイスに送出するステップとを含む。
【００１４】
本発明の別の態様では、オーディオ・システムは、オーディオ信号を指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する指向性音響デバイスと、オーディオ信号を無指向性放射パターンを有する音響エネルギに変換する無指向性音響デバイスと含む。人の頭部の寸法の範囲において対応する波長を有するスペクトル成分を含むオーディオ信号を、このオーディオ・システムによって処理する方法は、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号がないオーディオ信号を受け取るステップと、受け取ったオーディオ信号を処理して、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を含む第１オーディオ信号と、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を含まないオーディオ信号とを発生するステップと、指向性音響デバイスがＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を受け取り、無指向性音響デバイスがＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を受け取らないように、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を送出するステップとを含む。
【００１５】
本発明の更に別の態様では、入力オーディオ信号を混合して、人の頭部の寸法の範囲において対応する波長を有するスペクトル成分を含む信号含む複数のオーディオ・チャネルを含むマルチチャネル・オーディオ信号出力を発生する方法は、入力オーディオ信号を処理して、出力チャネルの内、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）で処理したオーディオ信号を含む第１出力チャネルを供給するステップと、入力オーディオ信号を処理して、出力チャネルの内、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）で処理したオーディオ信号がない第２出力チャネルを供給するステップとを含む。
【００１６】
その他の特徴、目的、および利点は、以下の詳細な説明を添付図面に関連付けて読むことによって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、ここで用いる用語や略語の一部について説明する。
言葉使いの簡略化のために、「チャネルＡに対応する音波の放射（Ａは、マルチチャネル・システムのチャネル識別子）」または「チャネルＡにおける信号に対応する音波を放射する」は、「チャネルＡを放射する」と表現し、「チャネルＢに対応する音波を放射する（Ｂはオーディオ信号の識別子）」は、「信号Ｂを放射する」と表現する。尚、音響放射デバイスとは、アナログまたはディジタル形態で表現されたオーディオ信号を音波に変換することであるのは、言うまでもない。
【００１８】
方向および角度を表現することを目的とした座標系を図１に示す。この座標系は、聴取者の２つの耳の間に原点を有する。聴取者の２つの耳の間にある線を含む水平面のことを「方位面」と呼ぶ。方位面内の角度について、０度とは、聴取者の直接前方であり、角度は反時計回り方向に度単位で測定する。聴取者の耳を接続する線は、９０−２７０度軸であり、以後ｘ軸と呼ぶ。０−１８０度軸は、方位面においてｘ軸に対して垂直であり、以降ｙ軸と呼ぶ。本明細書および図面では、特に注記しない限り、方向および角度は方位面におけるものとする。「正中面（中央面）」とは、聴取者の２つの耳から等距離にある点によって規定される垂直面のことである。正中面では、角度を「仰角」と呼ぶ。仰角は、上方向に測定され、０度は聴取者前方の方位面であり、９０度は聴取者の真上に当たる。正中面の９０−２７０度軸のことを、以降ｚ軸と呼ぶ。正中面のｘ軸およびｚ軸は、空間を「前半円」および「後半円」に分割する前／後面を規定する。
【００１９】
ここで用いる場合、「聴取空間」とは、通例１人の聴取者によって占められる空間の一部を意味する。聴取空間の例には、映画館における座席、イージー・チェア(easy chair)、リクライニング・チェア、または家庭娯楽室におけるソファ着座位置、車両乗員室における着座位置、および聴取者によって占められるその他の位置が含まれる。ここで用いる場合、「聴取領域」とは、音響的に連続した、即ち、音響バリアによって分離されていない、聴取空間の集合を意味する。聴取領域の例には、車両乗員室、家庭娯楽システムを装備した居室、映画劇場(motion picture theater)、観客席、および連続的な聴取空間を有するその他の立体的空間がある。聴取空間は、聴取領域と一致してもよい。
【００２０】
ここで用いる場合、「ローカル」とは、聴取空間に関与し、ある聴取空間において隣接する聴取空間よりもはるかに良く聞き取れるようにサウンドを放射するように構成されている音響デバイスのことを言う。図４Ａの論述において以下で説明するが、単一の音響デバイスが、異なる２つの信号に関して、２つの隣接する聴取空間に対してローカルである可能性がある。「ノンローカル(nonlocal)」とは、特定の聴取空間には関与せず、サウンドが複数の聴取空間において聞き取れるように十分な振幅およびディスページョン（拡散）でサウンドを放射するように構成されている音響デバイスのことを言う。
【００２１】
「指向性」音響デバイスとは、音響ドライバからの放射波が空間内の一部の場所において、別の場所よりも良く聞こえるように、音響ドライバの放射パターンを変更する構成部品を含むデバイスのことである。指向性デバイスには、音波指向性送出デバイスと、干渉デバイスの２種類がある。音波指向性送出デバイスは、バリアを含み、ある方向では他の方向よりも大きな振幅で音波が放射されるようにする。音波指向性送出デバイスは、通例では、音波指向性送出デバイスの寸法に匹敵する波長を有する放射波に対して有効である。音波指向性送出デバイスの例は、ホーン(horn)および音響レンズである。加えて、音響ドライバは、その直径に匹敵する波長では指向性となる。
【００２２】
干渉デバイスは、少なくとも２つの放射エレメントを有し、これらは２つの音響ドライバ、または単一の音響ドライバの２つの放射面とすることができる。２つの放射エレメントは、波長が放射エレメントの直径よりも大きい周波数範囲において干渉する音波を放射する。音波は、ある方向では、それらが他の方向で相殺的に干渉（弱め合う干渉）するよりも多く相殺的に干渉する。別の言い方をすれば、相殺的干渉の量は、ドライバ間の中点に対する角度の関数である。
【００２３】
干渉指向性音響デバイスの一種に指向性アレイがある。指向性アレイは、少なくとも２つの音響ドライバを有する。音響ドライバから放射される音波の干渉パターンは、２つのドライバに送信されるオーディオ信号の信号処理によって、そしてエンクロージャの幾何学的形状および寸法、アレイのエレメント・サイズ、個々のエレメント・サイズ、エレメントの方位のようなアレイの物理的成分、ならびに音響抵抗、コンプライアンスおよび質量（マス）のような音響的要素によって制御することができる。
【００２４】
両耳時間差（ＩＴＤ：interaural time difference)、即ち、２つの耳における音波の到達時間の差、および両耳位相差（ＩＰＤ：interaural phase difference）、即ち、２つの耳における位相差が、音波の方向決定に役立つ。ＩＴＤおよびＩＰＤは、公知の方法で数学的に関係付けられ、互いに変換できるので、用語「ＩＴＤ」がここで用いられる場合はいつでも、適切な変換によって、用語「ＩＰＤ」も適用することができる。両耳レベル差（ＩＬＤ：interaural level difference）、即ち、２つの耳における振幅差も音源の方向決定に役立つ。ＩＬＤは、両耳強度差（ＩＩＤ：interaural intensity difference）と呼ばれることもある。ＩＴＤ、ＩＰＤ、ＩＬＤ、およびＩＩＤを「指向性キュー」と呼ぶ。ＩＴＤ、ＩＰＤ、ＩＬＤ、およびＩＩＤキューは、オーディオ信号に応答して放射される音波の頭部および耳との相互作用の結果得られる。表現の簡略化のため、「音波の頭部との相互作用から得られたＩＬＤ（またはＩＴＤまたはＩＰＤまたはＩＩＤ）キュー」のことを「ＩＬＤ（またはＩＴＤまたはＩＰＤまたはＩＩＤ）キュー」と言い、「頭部と相互作用してＩＬＤ（またはＩＴＤまたはＩＰＤまたはＩＩＤ）キューが生じた音波の放射」を「放射ＩＬＤ（またはＩＴＤまたはＩＰＤまたはＩＩＤ）キュー」と言う。
【００２５】
正中面における音響源は、２つの耳から等距離にあるので、ＩＬＤキューもＩＴＤキューもない。正中面における音源については、モノラル・スペクトル（ＭＳ）キューが、仰角の判定に役立つ。外耳は、ｘ軸を中心とした回転に対して非対称的であり、異なるスペクトル成分範囲に対して異なる影響を及ぼす。耳におけるサウンドのスペクトルは、仰角と共に変化し、したがって、サウンドのスペクトル内容は仰角に対するキューとなる。正中面における音響源は、２つの耳から等距離にあるので、ＩＬＤキューもＩＴＤキューもなく、ＭＳキューのみがある。
【００２６】
特にシミュレート音源を定位するとき（即ち、指向性キューを放射サウンドに挿入するとき）に人が頻繁に体験する現象の１つに、前／後混同がある。通例では、聴取者は、方位面においてｘ軸からの角度変位を定位することができるが、変位の方向を区別するのは困難である。例えば、図２Ａを参照すると、ある聴取者は、音源２０２がｘ軸から３０度変位していると判断することができる場合もあるが、６０度（実線で示す）および１２０度（破線で示す）における音源を区別するのは困難である。前／後混同を解決する方法の１つは、頭部を回転させることである。例えば、図２Ｂに示すように、上から見て、頭部を時計回り方向に回転させ、左耳におけるレベルを増大させ、右耳におけるレベルを低下させ、ＩＴＤキューが前方から発生するサウンドに対して一定に変化する場合、前／後混同は解決され、音像は、後半円（１２０度）ではなく、前半円（６０度）にあると感じられる。
【００２７】
伝達関数によってオーディオ信号を処理し、放射されたときに、これらが聴取者に対して所定の方位を示すＩＴＤまたはＩＬＤまたはＭＳキューを有するようにするには、人の頭部の幾何学的形状に関係する関数によってオーディオ信号を処理することを含めればよい。この関数は、通常、「頭部伝達関数（ＨＲＴＦ：head related transfer function）」と呼ばれている。ＨＲＴＦを用いてオーディオ信号を処理し、放射されたときに、これらが聴取者に対して所定の方位を示すＩＴＤまたはＩＬＤまたはＭＳキューを有するようにすることを、ＨＲＴＦ処理と呼ぶことにする。距離キューとは、音響源の聴取者からの距離の指標である。距離キューの種類には、直接放射振幅の残響放射振幅に対する比率、直接放射波の到達と残響放射の開始との間の時間間隔、直接放射波の周波数応答（高周波放射波は、距離によって、低周波放射波よりも多く減衰される）、および信号放射波の周囲ノイズに対する比率等がある。頭部に近い音源では、ＩＬＤも距離キューとなり得る。例えば、音響放射波が一方の耳でのみ聴取可能な場合、音源はその耳に非常に近いと認知される。
【００２８】
明確化のために、オーディオ信号源、増幅器等のように、オーディオ・システム内にあるが本発明の説明には関係がないエレメントは、図から省略することにする。
特に注記しない限り、音源または再生システムのチャネル数は、聴取者に対して所定の位置関係でオーディオ・デバイスが放射することを意図したチャネルについて言及している。多くのサラウンド・サウンド・システムは、低周波効果（ＬＦＥ：low frequency effect）およびバス・チャネルのようなチャネルを有するが、聴取者に対して規定された関係でオーディオ・デバイスが再生することを意図していない。５チャネルまたは６チャネルを有するオーディオ・システムでは、チャネルは、通常、「左前（ＬＦ）、中央前（ＣＦ）、右前（ＲＦ）、左サラウンド（ＬＳ）、中央サラウンド（ＣＳ）、右サラウンド（ＲＳ）」と呼ばれており、「サラウンド」とは、オーディオ・デバイスが聴取者の背後に放射しようと意図したチャネルを示す。開示する構成の多くは、５チャネルまたは６チャネルを有するオーディオ・エンコード・システムに関して述べる。しかしながら、本発明の教示によって、当業者は本発明の原理を、５チャネルまたは６チャネルよりも多いまたは少ないオーディオ・エンコード・システムに適用できることは言うまでもない。オーディオ信号源のチャネルが再生システムのチャネルよりも多い場合、チャネルを何らかの方法でダウンミックス(downmix)して、チャネル数を再生システムのチャネル数と等しくする。オーディオ信号源のチャネル数の方が再生システムよりも少ない場合、既存のチャネルから追加のチャネルを作成すればよく、あるいは１つ以上の音響放射デバイスが信号を受け取らないようにすることができる。
【００２９】
図３Ａを参照すると、本発明によるオーディオ・システムの一実施形態の概略図が示されている。聴取領域１０は、複数の聴取空間１２、１４、１６を含む。オーディオ・システムは、図示しないオーディオ信号源と、エレメント１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦ、１８ＬＳ、１８ＣＳ、１８ＲＳとして識別した、複数のノンローカル音響放射デバイスとを含む。音響放射デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦ、１８ＬＳ、１８ＣＳ、１８ＲＳは、それぞれ、左前（フロント）チャネル、中央前（センターフロント）チャネル、右前チャネル、左サラウンド・チャネル、中央サラウンド・チャネル、および右サラウンド・チャネルを表すオーディオ信号を受け取り、オーディオ信号を十分な振幅および拡散を有する音波に変換し、聴取空間１２、１４、１６の全てにおいて、音響放射デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦが放射した音波が受けられるようにする。加えて、ローカル音響放射デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒもある場合、各々聴取空間の１つに関連し、放射されるサウンドは、関連する音響空間では聞こえるが、隣接する聴取空間では殆ど聞き取れないような配置および構成とすることができる。可聴性に差をつけることは、多数の位置決め方法によって実現することができ、音響放射デバイスを耳の近くに配置したり（しかし、音響放射デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦからの放射波を大きく減衰しないように）、音響放射デバイスを一人の聴取者には他の聴取者よりもかなり近づけて配置する、あるいはその両方によって行うことができる。また、可聴性の差を実現するには、音響デバイスと隣接する聴取空間との間に、音響的に反射性または吸収性のバリアを使用することも可能である。また、可聴性の差を実現するには、ホーン、レンズのような指向性変更デバイスの使用、または放射デバイスの寸法と同様の波長における自然指向性の使用、またはローカル放射デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒのそれぞれに対する指向性アレイのような指向性デバイスの使用によっても可能である。指向性アレイは、音響ドライバの２つの表面からの放射波を使用する単一の音響ドライバを含むことができ、更にエンクロージャおよび音響フィルタ・エレメントの混成を含むこともできる。また、指向性アレイは、多数の音響ドライバ・アレイを含むこともできる。ローカル放射デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒに指向性アレイを用いた実施態様は、好適な指向性アレイの具体的な形式として、以下で更に詳しく説明する。また、可聴性の差は、位置決め方法、音響バリア、指向性デバイス、および指向性アレイの組み合わせによっても実現することができる。
【００３０】
指向性デバイスを用いたオーディオ・システムは、空間の間の隔離（分離）を大きくすることができるので、隣接する聴取空間にいる聴取者が、隣接する空間にいる聴取者に向けて発したサウンドによって影響を受ける虞れが少ないので、指向性デバイスを用いないオーディオ・システムよりも有利である。
【００３１】
１つ以上の音響放射デバイスは、１つ以上のローカル音響放射デバイス１２ＬＦ、１２ＣＦ，１２ＲＦ、１４ＬＦ、１４ＣＦ、１４ＲＦ、１６ＬＦ、１６ＣＦ、または１６ＲＦで補充したり、またはこれらと置換してもよい。これらの各々は、聴取空間に関連し、関連する聴取空間においては放射サウンドを聞くことができるが、隣接する聴取空間では殆ど聞こえないように配置および構成することができる。可聴性の差は、前述の技法の１つ以上によって実現することができる。一実施態様では、音響放射デバイス１２ＬＦ、１２ＣＦ，１２ＲＦ、１４ＬＦ、１４ＣＦ，１４ＲＦ，１６ＬＦ、１６ＣＦ、１６ＲＦは、範囲が制限された高周波音響ドライバであり、通例では、１．６Ｋｈｚまたは２．０ｋＨｚ以上の範囲を有する。音響放射デバイス１２ＦＬ、１２ＣＦ，１２ＲＦ、１４ＬＦ、１４ＣＦ、１４ＲＦ、１６ＬＦ、１６ＣＦ，１６ＲＦを付帯する聴取空間に隣接して配置すると、最大音圧レベル（ＳＰＬ）を非常に制限しなければならない。範囲制限の必要性および最大ＳＰＬ制限の必要性のために、直径２０ｍｍのドーム型音響ドライバのような、小型の音響ドライバが適当であろう。別の実施態様では、音響放射デバイス１２ＬＦ、１２ＣＦ、１２ＲＦ、１４ＬＦ、１４ＣＦ、１４ＲＦ、１６ＬＦ、１６ＣＦ、１６ＲＦの周波数範囲はもっと広くてもよく、または指向性アレイのような指向性デバイスでもよい。また、聴取領域１０全体に低周波音波を放射する低周波音響放射デバイス２０があってもよい。低周波放射デバイス２０は、以後の図面では示されていない。
【００３２】
小型音響ドライバの使用が有利なのは、これらは容易に配置することができるからであり、しかも妨害にならないようにすることができるからである。小型で、範囲が制限された音響ドライバは、例えば、劇場または車両の座席の背後（座席背後に向けて放射する）、自動車両のダッシュボード、あるいは劇場の座席の肘掛けまたは家庭用家具の１つに配置することができる。
【００３３】
ノンローカル音響放射デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦ、１８ＬＳ、１８ＣＳ、１８ＲＳ、２０は全て、音響環境に適した最大振幅、周波数範囲、および他のパラメータを有するコーン型ラウドスピーカのような、従来の音響放射デバイスでもよい。音響放射デバイスは、多数の放射エレメントを有してもよく、多数のエレメントが異なる周波数範囲を有してもよい。音響放射デバイスは、ポート付エンクロージャ(ported enclosure)、音響導波路、伝送線、受動放射器、およびその他の放射器のような音響エレメントを含むことができ、更に、ホーン、レンズ、または指向性アレイのような指向性変更デバイスも含むことができる。これらについては、以下で更に詳しく説明する。
【００３４】
図３Ｂの実施形態では、図３Ａの音響放射デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒが、音響放射デバイス１２ＬＲおよび１２ＲＲ、１４ＬＲおよび１４ＲＲ、１６ＬＲおよび１６ＲＲとそれぞれ置き換えられている。デバイス１２ＬＲおよび１２ＲＲ、１４ＬＲおよび１４ＲＲ、１６ＬＲおよび１６ＲＲの各々は、聴取空間の１つにいる聴取者の一方の耳に用いられ、各々、関連する耳には放射サウンドが聞こえるが、他方の耳や隣接する聴取空間内にいる聴取者には殆ど聞こえないように配置構成されている。指向性の差は、前述の方法の１つ以上によって実現することができる。
【００３５】
音響放射デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦは、それぞれ、音響放射デバイス１２ＬＦ、１２ＣＦおよび１２ＲＦ、１４ＬＦ、１４ＣＦおよび１４ＲＦ、１６ＬＦ、１６ＣＦおよび１６ＲＦの１つ以上と置き換えることや、またはこれらによって補充することも可能であり、各々聴取空間の１つで用いられ、関連する聴取空間では放射サウンドが聞こえるが、隣接する聴取空間では殆ど聞こえないように配置構成されている。前述したように、音響放射デバイス１２ＬＦ、１２ＲＦ、１２ＣＦ、１４ＬＦ、１４ＲＦ、１４Ｆ、１６ＬＦ、１６ＲＦは、小型で範囲を制限した音響ドライバとすることができ、指向性アレイのような指向性デバイスとするとよい。
【００３６】
図３Ｃは、本発明の別の実施形態を示す。図３Ｃにおいて、図３Ｂのデバイス１２ＬＲは音響アレイ１２ＬＲ’と置き換えられており、デバイス１２ＲＲ、１４ＬＲは音響アレイ１２１４と置き換えられており、デバイス１４ＲＲ、１６ＬＲは音響アレイ１４１６と置き換えられており、図３Ｂのデバイス１６ＲＲは音響アレイ１６ＲＲ’と置き換えられている。音響アレイの動作については、図４Ａ〜図４Ｃの論述において、以下に述べる。
【００３７】
図３Ａおよび図３Ｂの構成と同様、音響放射デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦは、音響放射デバイス１２ＬＦ、１２ＣＦおよび１２ＲＦ、１４ＬＦ、１４ＣＦおよび１４ＲＦ、１６ＬＦ、１６ＣＦおよび１６ＲＦとそれぞれ置き換えることができ、またはこれらで補充することができる。前述のように、デバイス１２ＬＦ、１２ＲＦ、１２ＣＦ、１４ＬＦ、１４ＲＦ、１４ＣＦ、１６ＬＦ、１６ＲＦ、１６ＣＦは、小型で、範囲が制限された音響ドライバとすることができ、または指向性アレイのような指向性デバイスとすることもできる。
【００３８】
動作において、オーディオ情報の一部または全部がローカル音響デバイスによって放射される。オーディオ情報の一部は、複数の聴取空間に共通に、ノンローカル音響デバイスによって放射してもよい。
【００３９】
図３Ａ〜図３Ｃによるオーディオ・システムは、イヤホンや「頭部装着」デバイスを用いるサウンド放射システムより有利である。本発明によるシステムは、イヤホンに通例伴う「頭内」現象(in the head phenomenon)を回避する。音源は、頭部と共に動かず、頭部の運動の結果は、信号処理や頭部運動追跡デバイスも必要なく頭部装着デバイスよりも実際的に行うことができる。商業施設にとっては、サウンド放射デバイスは、盗難、損傷、故意による破壊の虞れが遥かに少なく、また通常の着脱もない。多数のユーザによるヘッドセット使用に伴う衛生上の懸念も、問題にはならない。図３Ａ〜図３Ｃによるオーディオ・システムは、無指向性音響デバイスを用いるサウンド放射システムよりも有利である。何故なら、音響デバイスを頭部に接近して配置する必要がなく、更に単一のデバイスが２箇所の隣接する聴取空間にサウンドを放射できるからである。
【００４０】
図４Ａは、エレメント１２１４、１４１６に適したマルチエレメント・アレイと共に用いる回路を示し、同様のデバイスを１２ＬＲ’、１６ＲＲ’にも用いることができる。図１４Ａのデバイス１２１４、１４１６は、各々、少なくとも２つの音響ドライバ１２１４Ｌ、１２１４Ｒ、または１４１６Ｌ、１４１６Ｒを有する。ＬＳ信号入力端子１２０が、伝達関数H1(s)を適用する回路、および加算器１１０、１１４によって、それぞれ、音響ドライバ１２１４Ｌ、１４１６Ｌに結合されており（ｓはラプラス周波数変数ｊωおよびω＝２πｆであるので、Hn(s)は伝達関数の周波数ドメインの表現となる）。ＬＳ信号入力端子１２０は、伝達関数H2(s)を適用する回路、および加算器１１２、１１６によって、それぞれ、音響ドライバ１２１４Ｒ、１４１６Ｒに結合されている。ＲＳ信号入力端子１２２は、伝達関数H4(s)を適用する回路、および加算器１１０、１１４によって、それぞれ、音響ドライバ１２１４Ｌ、１４１６Ｌに結合されている。ＲＳ信号入力端子１２２は、伝達関数H3(s)を適用する回路、および加算器１１２、１１６によって、それぞれ、音響ドライバ１２１４Ｒ、１４１６Ｒに結合されている。伝達関数H1(s)、H2(s)、H3(s)、H4(s)は、極性反転、時間遅延、位相シフト、最小または非最小位相フィルタ機能、信号増幅または減衰、ならびに単位関数（即ち、信号に何の作用も行わない関数）の組み合わせを含むことができる。これらの機能は、電子回路によって、物理的なエレメントによって、またはディジタル信号処理（ＤＳＰ）ソフトウエアを用いたマイクロプロセッサによって実現することが可能である。
【００４１】
動作において、デバイス１２１４Ｌ、１４１６Ｌは、信号H1(s)LS+ H4(s)RSを放射し、デバイス１２１４Ｒ、１４１６Ｒは信号H2(s)LS+H3(s)RSを放射する。回路は、伝達関数H1(s)、H2(s)、H3(s)、H4(s)によって、ＬＳ信号のドライバからの放射が、左側の聴取空間内にいる聴取者の右耳に概略的に向かう方向において相殺的に干渉し、右側の聴取空間にいる聴取者の左耳に概略的に向かう方向において相殺的な干渉が少なくなるように、更に、ＲＳ信号の放射が、右側の聴取空間にいる聴取者の左耳に概略的に向かう方向において相殺的に干渉し、左側の聴取空間にいる聴取者の右耳に向かって相殺的干渉が少なくなるように構成することができる。
【００４２】
図４Ａの一実施形態では、H2(s)、H4(s)は単位（１）の関数を表し、H1(s)、H3(s)は時間遅延、位相シフト、または双方、および極性反転を表すので、ドライバ１２１４Ｌ、１４１６Ｌは-G1LSΔT+RSを放射し、ドライバ１２１４Ｒ、１４１６ＲはLS-G3RSΔTを放射する。ここで、ΔTは時間シフトを表し、Ｇnは同じ下付文字を有する伝達関数に伴う利得を表す。あるいは、ドライバ１２１４Ｌ、１４１６Ｌは、-G1LSΔφ+RSを放射し、ドライバ１２１４Ｒ、１４１６ＲはLS-G3RSΔφを放射する。ここで、Δφは位相を表し、指向性アレイ１２１４、１４１６からのＬＳ放射波は、聴取者の右耳において相殺的に干渉し、指向性アレイ１２１４、１４１６からのＲＳ放射波は聴取者の左耳において相殺的に干渉する。別の実施形態では、H2(s)、H4(s)は単位関数を表し、H1(s)、H3(s)は信号位相シフト、利得、およびロー・パス・フィルタを表す。位相シフトによって、ドライバ１２１４、１４１６からのＬＳ放射波は、聴取者の右耳において相殺的に干渉し、更にドライバ１２１４、１４１６からのＲＳ放射はは、聴取者の左耳において相殺的に干渉する。利得は、適切な放射減衰量を得るのに役立つ。ロー・パス・フィルタは、音響ドライバの直径に相当する波長以下において、音響ドライバの自然指向性を調節することができる。ロー・パス・フィルタは、単体デバイスとして実装することができ、あるいは伝達関数を実現する回路内に組み込むこともできる。
【００４３】
図４Ａに示すドライバは、放射面の軸が逸れる（発散する）ように配置されている。このように逸らすことは必須ではないが、前述の、音響ドライバの直径に相当する波長以下におけるドライバの自然な指向性を利用することができる。音響ドライバが自然に指向性を有する周波数では、より少ない相殺的干渉でも、指向性を実現することができる。
【００４４】
放射パターンの変更は、追加の伝達関数を表す追加のドライバ、回路、または双方において、時間、位相、および振幅関係を変更することによって可能である。
図４Ａによるオーディオ・システムは、各聴取者の各耳に放射するサウンドの制御量を増加させることができるので、指向性アレイを用いないオーディオ・システムよりも有利である。加えて、マルチエレメント指向性アレイの使用により、単一のアレイでも、指向的に隣接する２つの聴取空間に異なるオーディオ情報を放射することが可能となる。
【００４５】
デバイス１２ＬＲ’、１２１４、１４１６、１６ＲＲ’に用いることができる音響デバイスの例は、米国特許第５，８０９，１５３号および米国特許第５，８７０，４８４号に記載されている。
【００４６】
図４Ｂは、ローカル音響デバイス１４Ｒに指向性アレイを用いた、図３Ａの実施形態の一実施態様を示す。デバイス１２１４は、少なくとも２つの音響ドライバ１２１４Ｌ、１２１４Ｒを有する。ＬＳ信号入力端子１２０が、伝達関数H1(s)を適用する回路および加算器１１０によって、音響ドライバ１２１４Ｌに結合されている。ＬＳ信号入力端子１２０が、伝達関数H2(s)を適用する回路および加算器１１２によって、音響ドライバ１２１４Ｒに結合されている。ＲＳ信号入力端子１２２が、伝達関数H4(s)を適用する回路および加算器１１０によって、音響ドライバ１２１４Ｌに結合されている。ＲＳ信号入力端子１２２が、伝達関数H3(s)を適用する回路および加算器１１２によって、音響ドライバ１２１４Ｒに結合されている。
【００４７】
動作において、ドライバ１２１４Ｌは信号H1(s)LS+ H4(s)RSを放射し、ドライバ１２１４Ｒは信号H2(s)LS+ H3(s)RSを放射する。回路は、伝達関数H1(s)、H2(s)、H3(s)、H4(s)の作用によって、ＬＳ信号放射波が聴取者の右耳の近傍において相殺的に干渉するように構成することができ、更に、回路は、伝達関数H1(s)、H2(s)、H3(s)、H4(s)の作用によって、ＲＳ信号放射波が聴取者の右耳の近傍において相加的に干渉（強め合う干渉）するように構成することができる。
【００４８】
図４Ｂの一実施形態では、H1(s)、H3(s)は単位関数を表し、H2(s)、H4(s)は時間遅延、位相シフト、または双方、および極性反転を表すので、ドライバ１２１４Ｒは-G2LSΔT+RSを放射し、ドライバ１２１４ＬはLS-G4RSΔTを放射する。ここで、ΔTは時間シフトを表し、Ｇは同じ下付文字の伝達関数に伴う利得を表す。または、ドライバ１２１４Ｒは-G2LSΔφ+RSを放射し、ドライバ１２１４ＬはLS-G4RSΔφを放射する。ここで、Δφは位相シフトであり、ドライバ１２１４ＬからのＲＳ放射波は、聴取者の左耳では、ドライバ１２１４ＲからのＲＳ放射波とは相殺的に干渉し、ドライバ１２１４ＲからのＬＳ放射波は、聴取者の右耳では、ドライバ１２１４ＬからのＬＳ放射波とは相殺的に干渉する。他の実施形態では、H1(s)、H2(s)、H3(s)、H4(s)は、最小または非最小位相フィルタ機能、信号増幅器または減衰器、および音響抵抗のような要素を、位相シフタまたは時間遅延に加えてまたはその代わりに、含むこともできる。これらの機能は、電気回路、物理的エレメント、またはＤＳＰソフトウエアを用いたマイクロプロセッサによって実現すればよい。
【００４９】
図４Ｃは、双方向（分割周波数）指向性アレイを用いた、図４Ａの実施態様を示す。指向性アレイ１２１４は、２つの低周波音響ドライバ１２１４ＬＬ、１２１４ＲＬと、２つの高周波音響ドライバ１２１４ＬＨ、１２１４ＲＨとを有する。指向性アレイ１４１６は、２つの低周波音響ドライバ１４１６ＬＬ、１４１６ＲＬと、２つの高周波音響ドライバ１４１６ＬＨ、１４１６ＲＨとを有する。
【００５０】
ＬＳ入力端子１２０が、ロー・パス・フィルタ１４０およびハイ・パス・フィルタ１４２に結合されている。ロー・パス・フィルタ１４０の出力は、伝達関数H1(s)を適用する回路および加算器１２４、１３２によって、それぞれ、低周波音響ドライバ１２１４ＬＬ、１４１６ＬＬに結合されている。ロー・パス・フィルタ１４０の出力も、伝達関数H2(s)を適用する回路および加算器１３０、１３８によって、それぞれ、低周波音響ドライバ１２１４ＲＬ、１４１６ＲＬに結合されている。ハイ・パス・フィルタ１４２の出力は、伝達関数H3(s)を適用する回路および加算器１２６、１３４によって、それぞれ、高周波音響ドライバ１２１４ＬＨ、１４１６ＬＨに結合されている。ハイ・パス・フィルタ１４２の出力も、伝達関数H4(s)を適用する回路および加算器１２８、１３６によって、それぞれ、高周波音響ドライバ１２１４ＲＨ、１４１６ＲＨに結合されている。
【００５１】
ＲＳ入力端子１２２が、ロー・パス・フィルタ１４４およびハイ・パス・フィルタ１４６に結合されている。ロー・パス・フィルタ１４４の出力は、伝達関数H6(s)を適用する回路および加算器１２４、１３２によって、それぞれ、低周波音響ドライバ１２１４ＬＬ、１４１６ＬＬに結合されている。また、ロー・パス・フィルタ１４４の出力は、伝達関数H5(s)を適用する回路および加算器１３０、１３８によって、それぞれ、低周波音響ドライバ１２１４ＲＬ、１４１６ＲＬにも結合されている。ハイ・パス・フィルタ１４６の出力は、伝達関数H8(s)を適用する回路および加算器１２６、１３４によって、それぞれ、高周波音響ドライバ１２１４ＬＨ、１４１６ＬＨに結合されている。また、ハイ・パス・フィルタ１４６の出力は、伝達関数H7(s)を適用する回路および加算器１２８、１３６によって、それぞれ、高周波音響ドライバ１２１４ＬＨ、１４１６ＬＨに結合されている。図４Ｃにおいて、ロー・パス・フィルタ１４０、１４４およびハイ・パス・フィルタ１４２、１４６は、単体エレメントとして示されている。実際の実施態様では、ロー・パス・フィルタおよびハイ・パス・フィルタを伝達関数H1〜H8に組み込むことができる。
【００５２】
動作において、デバイス１２１４ＬＬ、１４１６ＬＬは信号H1(s)LS(lf)+ H6(s)RS(lf)を放射し、デバイス１２１４ＲＬ、１４１６ＲＬは信号H2(s)LF(lf)+H5(s)RS(lf)を放射し、デバイス１２１４ＬＨ、１４１６ＬＨは信号H3(s)LS(hf)+H8(s)RS(hf)を放射し、デバイス１２１４ＲＬ、１４１６ＲＬは信号H4(s)LS(hf)+H7(s)RS(hf)を放射する。ここで、lfは低周波を示し、hfは高周波を示す。この回路は、伝達関数H1(s)〜H8(s)の作用によって、低周波ＬＳ信号の放射波が聴取者の右耳の近傍で相殺的に干渉し、低周波ＲＳ信号の放射波が聴取者の左耳の近傍で相殺的に干渉し、高周波ＬＳ信号の放射波が聴取者の右耳の近傍で相殺的に干渉し、高周波ＲＳ信号の放射波が聴取者の左耳の近傍で相殺的に干渉するように構成することができる。
【００５３】
分割周波数指向性アレイは、図示のように低周波ドライバの内側に配置した高周波音響ドライバによって実現することができ、あるいは低周波音響ドライバの上下に配置した２つの高周波音響ドライバによって実現することもできる。低周波音響ドライバ１２１４ＬＬ、１２１４ＲＬ、１４１６ＬＬ、１４１６ＲＬに典型的な動作範囲は、１５０Ｈｚから３ｋＨｚであり、高周波音響ドライバ１２１４ＬＨ、１２１４ＲＨ、１４１６ＬＨ、１４１６ＲＨに典型的な動作範囲は、３ｋＨｚから２０ｋＨｚである。
【００５４】
分割周波数アレイは、有用な相殺的干渉を広い周波数範囲全域において維持することができるので有利である。
図３Ａ〜図３Ｃの実施形態は、多数の異なる方法で実施することができ、通例ではデバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦ、１８ＬＳ、１８ＣＳ、１８ＲＳの１つ以上によって放射される信号を、ローカル音響デバイスが放射するようにオーディオ・システムを構成することによって、指向性デバイスによって、頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）が処理したオーディオ信号を放射することによって、１つ以上の音響デバイスが放射するオーディオ情報に関して、ある聴取空間を隣接する聴取空間から隔離するようにオーディオ・システムを構成することによって、１つ以上のオーディオ・デバイスが放射するオーディオ・コンテンツに関して、聴取者の一方の耳を他方の耳から隔離するようにオーディオ・システムを構成することによって、あるいは新規なミキシング（混合）システムを用いてオーディオ・コンテンツを混合し、新規な再生システムによってこのオーディオ・コンテンツを再生することによって、実施することができる。
【００５５】
図３Ａ〜図３Ｃの実施形態の第１の実施態様は、ローカル音響デバイス（図３Ａの１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒ、図３Ｂの１２ＬＲ、１２ＲＲ、１４ＬＲ、１４ＲＲ、１６ＬＳ、１６ＲＲ、および図３Ｃの１２ＬＲ’、１２１４、１３１６、１６ＲＲ’）が左、中央、右前チャネルおよび左、中央、右サラウンド・チャネルの１つ以上を放射できるように、オーディオ・システムのエレメントを再構成することである。図５Ａでは、ローカル音響デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒが図３Ａにおけるサラウンド・チャネルを放射するので、図３Ａのデバイス１８ＬＳ、１８ＣＳ、１８ＲＳは不要となる。図５Ｂでは、ローカル音響デバイス１２ＬＲ、１２ＲＲ、１４ＬＲ、１４ＲＲ、１６ＬＳ、１６ＲＲが図３Ｂにおけるサラウンド・チャネルを放射するので、図３Ｂのデバイス１８ＬＳ、１８ＣＳ、１８ＲＳは不要となる。図５Ｃでは、ローカル音響デバイス１２ＬＲ、１２１４、１４１６、１６ＲＲが図３Ｃにおいて記載したようにサラウンド・チャネルを放射するので、図３Ｃのデバイス１８ＬＳ、１０ＣＳ、１８ＲＳは不要となる。図５Ａ〜図５Ｃの構成を実施する回路について、以下に説明する。
【００５６】
図５Ａ〜図５Ｃによるオーディオ・システムが用いられる環境は多くある。例えば、聴取領域は映画劇場であり、聴取空間を個々の座席とすることができる。また、聴取領域を車両内部とし、聴取空間を座席位置とすることができる。更に、聴取領域は家庭娯楽室とし、聴取空間は、着座位置または個々の家具とすることもできる。
【００５７】
図５Ａ〜図５Ｃによるオーディオ・システムは、各聴取者の頭部に対して実質的に同じ方位を有するとともに、各聴取者の頭部から実質的に同じ距離だけ離れている１つまたは複数の放射デバイスからのサラウンド・チャネルを、あらゆる聴取者が受けるので有利である。その結果、空間像は、聴取者毎に一層均一となる。
【００５８】
図３Ｂ〜図３Ｃの実施形態を実施可能な第２の態様は、図３Ａによる実施形態におけるＨＲＴＦ処理を適用し、図４Ｂにおけるように指向性アレイが２つのチャネルを放射するようにすることである。ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号は、耳におけるサウンドが適切なＩＴＤおよびＩＬＤキューを含む限り、いずれかの半円において音響デバイスによって放射することができる。
【００５９】
ＩＴＤキューおよびＩＬＤキューは、少なくとも２つの異なる方法で生成することができる。第１の方法は、「加算定位」(summing localization)または「振幅パンニング」(amplitude panning)として知られており、種々の音響デバイスに送られたオーディオ信号の振幅を変更(modify)して、変換時に、得られた適切なＩＴＤおよびＩＬＤキューを有する音波パターンが得られ聴取者の耳に到達するようにする。例えば、オーディオ信号を音響デバイス１ＬＦのみに送り、唯一のデバイス１８ＬＦが信号を放射する場合、音源は、デバイス１８ＬＦの方向にあるように思われる。オーディオ信号をデバイス１８ＲＦ、１８ＣＦに送り、１８ＣＦに送る信号の振幅を１８ＲＦに送る信号の振幅よりも大きくした場合、音源は、デバイス１８ＣＦおよび１８ＲＦの間で、多少デバイス１８ＣＦに近いところにあるように思われる。一般に、振幅パンニングは、ｙ軸に近い音源に最も有効である。例えば、これまでの図では、音響デバイス１８ＬＦ、１８ＲＦと原点とを結ぶ線によって規定される角度に配置されている音源である。振幅パンニングを用いると、音源と同じ半円内にある音響ドライバによって放射すると、頭部を回転させ前／後混同が解決されれば、現実的な効果が得られる。
【００６０】
ｘ軸付近にある音源では、振幅パンニングの効果は少なく、オーディオ信号のＨＲＴＦ処理によって、音像のより正確な認知を得ることができる。オーディオ信号のＨＲＴＦ処理は、音波に変換されたときに、耳に到達する音波がＩＴＤおよびＩＬＤキューを有し、これらが所望の位置における音源のＩＴＤおよびＩＬＤキューに対応するように信号を変更することを含む。ＨＲＴＦ処理では、耳におけるＩＴＤおよびＩＬＤキューは、ＨＲＴＦ処理したオーディオ信号を放射する変換器の具体的な位置よりもはるかに重要である。
【００６１】
指向性音響デバイスによって変換される信号にＨＲＴＦ処理を適用する信号処理方法について、以下に説明する。指向性音響デバイスによって変換される信号にＨＲＴＦ処理を適用することは、指向性音響デバイスが聴取者の耳におけるオーディオ情報の制御範囲を拡大でき、多数の聴取者の耳においてオーディオ情報の均一性を高めることができるので有利である。これまでの図において見られたように、指向性音響デバイスは、各聴取者の２つの耳に対して方位が同じである。加えて、指向性デバイスが放射するオーディオ情報は、隣接する聴取空間においては遥かに聞き難く、例えば、聴取空間１４にいる聴取者を対象としたオーディオ情報は、聴取空間１２にいる聴取者には聞き難い。加えて、聴取者の一方の耳を対象としたオーディオ情報は、この聴取者の他方の耳にも聞き難いこともある。
【００６２】
振幅パンニングおよびＨＲＴＦ処理双方を使用すると、聴取者に対する方位において音源を定位する利点を振幅パンングおよびＨＲＴＦ処理各々が有するので、有利である。ＨＲＴＦ処理では、ｘ軸付近の音源について音像を一層現実的に認知することができる。振幅パンニングは、ｙ軸付近の音源について一層現実的な音像を得ることができ、ＩＴＤおよびＩＬＤキューは、音像の方向を判定するために頭部の回転を用いるときの実際の音源と一致する。
【００６３】
図３Ａ〜図３Ｃの実施形態を適用可能な第３の態様は、指向性音響デバイスを用いて、ある聴取空間を隣接する聴取空間から隔離することである。例えば、これまでの図のシステムでは、デバイス１２ＬＦ、１４ＬＦ、または１６ＬＦ、１２ＣＦ、１４ＣＦ、または１６ＣＦ、および１２ＲＦ、１４ＲＦ、または１６ＲＦに指向性デバイスを用いることによって（指向性デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１２ＬＲ、１２ＲＲ、１４ＬＲ、１４ＲＲ、１６ＬＲ、１６ＲＲによって放射されるオーディオ情報に加えて）、各聴取空間を隣接する聴取空間から隔離することができる。図５Ａ〜図５Ｃのシステムでは、指向性デバイスが放射するオーディオ情報に関して、隣接する聴取空間を互いから隔離することができる。
【００６４】
用いることができる隔離方法は、前述の可聴性の差を実現する方法と同様であり、近似によって、音響装置と聴取者の耳との間または音響装置と隣接する聴取空間との間の経路に反射性または吸収性バリアを配置することによって、そして指向性アレイを含む指向性デバイスを用いることによって行う。
【００６５】
達成する隔離度に応じて、様々な有効な構造を設けることができる。例えば、数カ所の聴取空間に共通してある情報を放射することができ、これらの数カ所の聴取空間にそれぞれに、あるオーディオ情報を放射することができる。したがって、例えば、動画のサウンド・トラックをデバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦから放射し、会話を隣接する聴取空間に異なる言語で放射することができる。このような用途では、ローカル・デバイス１２ＬＲ、１２ＲＲ、１４ＬＲ、１４ＲＲ、１６ＬＲ、１６ＲＲ、１２Ｒ、１４Ｒ、または１６Ｒは、会話だけでなくサラウンド・チャネルも放射することができる。また、完全に異なるプログラム素材を隣接する聴取空間に放射する別の構造も設けることができる。例えば、外交的または業務上の会議において、ヘッドホンや頭部装着スピーカを用いることなく、スピーチの異なる翻訳を参加者に放射することができる。
【００６６】
図３Ａ〜図３Ｃの実施形態を適用可能な第４の態様は、ローカル音響デバイスが放射するチャネルに関して、聴取者の一方の耳を他方の耳から隔離することである。このような構成によって、空間像の正確さおよび均一性が向上し、オーディオ信号を処理して「クロストーク」を排除する必要性が低減する。
【００６７】
第５の実施態様は、異なる組み合わせの音響デバイスから距離キューを放射することである。ノンローカル音響デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦからの放射波は、部屋と干渉し、距離キューを生成し、これによって部屋に関してある位置にある音源においてサウンドが発しているように思えるようになる。図３Ａのローカル・デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒまたは図３Ｂの１２ＬＲ、１２ＲＲ、１４ＬＲ、１４ＲＲ、１６ＬＲ、１６ＲＲからの放射波、または図３Ｃのデバイス１２ＬＲ’、１２１４、１４１６、１６ＲＲ’からの放射波の部屋との干渉は極僅かである。ローカル・デバイスが放射したオーディオ信号を変更し、これらが聴取者の耳において距離キューを生成するようにし、同じ信号を異なる聴取空間に用いるローカル・オーディオ・デバイスによって放射すると、サウンドは、各聴取者には、ユーザに対して離れたところで発しているように、各聴取者には思える。この手法は、認知距離を選択する際の高い柔軟性、および音源の高い柔軟性、ならびに各聴取者が認知する距離キューに対する制御性および均一性を向上させることができる。例えば、音源は、各聴取者に非常に近く思えることもある。加えて、認知される距離は、部屋の音響特性や部屋における聴取者の位置には関係なく、均一にすることができる。
【００６８】
図３Ａ〜図３Ｃおよび図５〜図５Ｃの構成は、いずれも、図３Ａ〜図３Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃの方向から逆側に面する聴取者でも実現することができる。例えば、図３Ａの構成は、聴取者の背後にある音響放射デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦ、および聴取者の前にある音響放射デバイス１２Ｒ、１４Ｒ、１６Ｒによって実現することができる。
【００６９】
図６は、本発明の別の実施形態を示す。図６の実施形態では、車両９０が７カ所の着座位置８０〜８６を含む。着座位置８０〜８３の各々には、１対の音響放射デバイスが付随し、左背後（「ＬＲ」で示す）および右背後（「ＲＲ」で示す）に配置されている。デバイス８０ＬＲ、８０ＲＲ、８１ＬＲ、８１ＲＲ、８２ＬＲ、８２ＲＲ、８３ＬＲ、８３ＲＲは、ヘッドレストまたは座席背面（シートバック）に装着することもできる。着座位置８４には、指向性音響放射デバイス８４ＬＲが付随し、左背後に配置されている。着座位置８６には、音響放射デバイス８６ＲＲが付随し、右背後に配置されている。音響放射デバイス８４８５は、着座位置８４、８５の背後でその中間に配置されており、音響放射デバイス８５８６は、着座位置８５、８６の背後でその中間に配置されている。着座位置８０〜８６の各々には、前方音響デバイス８０ＬＦ、８２ＬＦ、８２ＬＦ、８３ＬＦ、８４ＬＦ、８５ＬＦ、８６ＬＦ、８０ＲＦ、８１ＲＦ、８２ＲＦ、８３ＲＦ、８４ＲＦ、８５ＲＦ、８６ＲＦの１つが関連し、着座位置前方の、例えば、天井内、コンソール内、前方の座席の座席背面、ダッシュボード、または肘掛けに配置されている。各着座位置には、この図には示さない、低音音響放射デバイスも関連させてもよく、あるいは、乗員室全体に低音周波数を放射する１つ以上の低音音響放射デバイスがあってもよい。別の実施形態では、デバイス８０ＬＦ、８２ＬＦ、８２ＬＦ、８３ＬＦ、８４ＬＦ、８５ＬＦ、８６ＬＦ、８０ＲＦ、８１ＲＦ、８２ＲＦ、８３ＲＦ、８４ＲＦ、８５ＲＦ、８６ＲＦに、十分な拡散および振幅を有する音波を放射する音響デバイスを補充するか、あるいはこれらと置き換えて、１カ所よりも多い聴取空間において聴取可能にしてもよく、または図１Ａのデバイス１２ＣＦ、１４ＣＦ、１６ＣＦのような単一のデバイスを補充するか、またはこれと置き換えることもできる。
【００７０】
音響放射デバイス８０ＬＦ、８２ＬＦ、８２ＬＦ、８３ＬＦ、８４ＬＦ、８５ＬＦ、８６ＬＦ、８０ＲＦ、８１ＲＦ、８２ＲＦ、８３ＲＦ、８４ＲＦ、８５ＲＦ、８６ＲＦは、図３Ａ〜図３Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃの論述において先に説明したデバイスとすればよく、デバイス８０ＬＦ、８１ＬＦ、８２ＬＦ、８３ＬＦ、８４ＬＦ、８５ＬＦ、８６ＬＦ、８０ＲＦ、８１ＲＦ、８２ＲＦ，８３ＲＦ、８４ＲＦ、８５ＲＦ、８６ＲＦ、８０ＬＲ、８０ＲＲ、２１ＬＲ、８１ＲＲ、８２ＬＲ、８２ＲＲ、８３ＬＲ、８３ＲＲ、８４ＬＲ、８４８５、８５８６、８４ＲＲは、前述のような指向性アレイとすればよい。追加の低音ラウドスピーカ（図示せず）あるいはワイド・レンジまたはフル・レンジのラウドスピーカ（図示せず）を、図示しない車両のドアまたは荷物棚のような場所に設けてもよい。
【００７１】
動作において、このオーディオ・システムは、前述のオーディオ・システムと同様に機能する。
図７Ａ〜図７Ｅは、それぞれ、図３Ｃおよび図５Ｃのデバイス１２１４、１４１６として、特に劇場またはホーム・シアタ環境において用いることができる指向性音響アレイ・デバイス５０の等角図、正面図、平面図、および側面図をそれぞれ示す。指向性音響アレイ・デバイス５０は、音響放射デバイス５２、５４から成る第１サブアレイと、第１対の下に位置する音響放射デバイス５６、５７から成る第２サブアレイとを含む。各対の各音響放射デバイスは、図７Ｃに最も明白に示すように、当該対の他方に対して（即ち、ｘ−ｙ面において）角度をなしている。このような角度ｆは、典型的には１４５度である。加えて、音響放射デバイスの各対は、図７Ｄに最も明白に示すように、他方の対に対しても角度をなしている。このような角度θは、典型的には１３５度である。
【００７２】
図７Ｄに最も明白に見られるように、音響放射デバイスの各対が他方の対と角度をなすようにすると、ある範囲の聴取高さ、例えば、図７Ｅの背の高い人５８（６’７”の人が姿勢を正して着座した場合の典型的な頭の高さ）、中背の人５９（５’１０”の人が姿勢を正して着座した場合の典型的な頭の高さ）、または背の低い人６０（１２歳の人が姿勢を正して着座した場合の典型的な頭の高さ）に有効な指向特性のアレイ５０を得ることができる。
【００７３】
別の実施形態では、角度ｆまたはθあるいは両方を１８０度としてもよい。
図７Ｆおよび図７Ｇには、商用劇場またはホーム・シアタにおいて隣接する座席に装着して用いる、図７Ａ〜図７Ｅの指向性アレイの正面および上面からの部分的概略図を示す。指向性アレイは、アレイの中心が隣接する座席の典型的な頭部の位置１５４、１５６からほぼ等距離（ａ１＝ａ２）となるように、両肩の幅より多少広い間を開けて、２つの隣接する座席１５０、１５２の間にある構造に装着されている。
【００７４】
第１サブアレイ（ドライバ５２、５４）および第２サブアレイ（５６、５７）は、図４Ａ〜図４Ｂの一方に示すように、または図１０Ａ〜図１０Ｃの１つに示し本明細書の対応する部分に記載したように動作する。サブアレイは指向性を持ってサウンドを放射するので、単一のデバイス５０を２つの隣接する座席から都合のよい距離の都合のよい場所に配置できて便利であり、しかも十分な隔離量も得られ、図４Ａ〜図４Ｃにおいて先に述べた効果を利用することができ、更にある範囲の頭部の高さに対しても効果が得られる。図７Ａ〜図７Ｇによる実施形態は、図４Ｃまたは以下に述べる図１０Ｂの実施形態を組み込んで、分割周波数アレイとして構成することもできる。
【００７５】
図７Ｈに、別の指向性アレイを示す。図７Ｈの実施形態は、複数の指向性アレイ１６０Ｌおよび１６０Ｒ、１６２Ｌおよび１６２Ｒ、１６４Ｌおよび１６４Ｒ、１６６Ｌおよび１６６Ｒ、１６８Ｌおよび１６８Ｒを含み、各々２つの音響ドライバを含み、各々図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明したように動作する。所望であれば、システムは、高周波音響ドライバの対１７０Ｌ〜１７８Ｒも含み、図４Ｃまたは以下に述べる図１０Ｂにおけるように、分割周波数アレイとして動作することもできる。ドライバは、各ドライバ対の一方（Ｌで示す）が同じ第１直線上に並び、各ドライバ対の他方（Ｒで示す）が、第１直線と平行の、同じ第２直線上に並ぶように装着されている。Ｌドライバの各々は、図４Ａ〜図４Ｃの処理済みＬＳ信号、または以下に述べる図１０Ａ〜図１０Ｄの処理ずみＬＲ信号のような、同じ信号を受け取り、Ｒドライバの各々は、図４Ａ〜図４ＣのＲＳ信号、または以下に述べる図１０Ａ〜図１０ＤのＲＲ信号のような、同じ信号を受け取る。図７Ｈの実施形態も、前述のように配置した高周波ドライバを含ませ、図４Ｃおよび図１０Ｄに示すように、信号処理に適切な調節を行うことによって、分割周波数アレイとすることもできる。
【００７６】
別の表現をすると、図７Ｈの実施形態は１対のライン・アレイである。第１ライン・アレイは、「Ｌ」ドライバ、即ち、指向性アレイの各々の左側の音響ドライバを含む。第２ライン・アレイは、「Ｒ」ドライバ、即ち、指向性アレイの各々の右側の音響ドライバを含む。第１ライン・アレイの各音響ドライバは、図４Ａ〜図４Ｃの処理済みＬＳ信号または図１０Ａ〜図１０Ｄの処理済みＲＲ信号と同様のオーディオ信号を受ける。第２ライン・アレイの各音響ドライバは、図４Ａ〜図４ＣのＲＳ信号、または図１０Ａ〜図１０ＣのＲＲ信号と同様のオーディオ信号を受け取る。
【００７７】
動作において、図７Ｈによる指向性アレイが放射するサウンドは、ｘ−ｙ面において指向性があり、最上位および最下位のアレイ（１６０Ｌおよび１６０Ｒ、１６８Ｌおよび１６８Ｒ）によって規定される水平面、ならびにその間にある全水平面において実質的に同一であるという放射パターンとなっている。
【００７８】
図７Ｈによる実施形態は、ライン・アレイの指向性がより大きな垂直方向距離にわたって得ることができる、即ち、より大きな高さの円筒内全域で得ることができ、したがって広い範囲の頭部高さにも対応することができるので有利である。加えて、図７Ｈによる実施形態では、ライン・アレイに伴う音響的利点も得ることができる。
【００７９】
図８Ａに、本発明によるミキシング・コンソール・システムを示す。ミキシング・コンソール・システムは、プロのレコーディングまたは動画などのためにサウンド・トラックを生成する。ミキシング・コンソール・システムのミキシング・コンソールは、通例では、多数の入力端子を有し、その各々が１つの入力チャネルに対応する。ミキシング・コンソールは、入力チャネルを整形（変更）し組み合わせるアナログまたはディジタル回路あるいは双方、およびミキシング技術者がミキシング命令を入力するためのユーザ・インターフェースを含む。ミキシング・コンソールの出力端子は、各々出力チャネルを表す。出力端子は、記録装置または再生システムに結合されている。
【００８０】
ミキシング技術者は、ミキシング・コンソールにおいてミキシング命令を入力し、ミキシング・コンソールは、命令にしたがって、入力端子において受け取った信号を整形する。ミキシング技術者は、命令にしたがって整形され再生システム上で再生されるオーディオ・シーケンスを聴取し、整形したオーディオ・シーケンスを記録装置内に保持するか、または異なるミキシング命令を用いて、オーディオの一楽節を再生する。
【００８１】
ミキシング・コンソール６４は、Ｎ個の入力チャネルに対応する入力端子６２−１〜６２−Ｎを有する。ミキシング・コンソール６４は、出力チャネルを表す出力端子６６−１〜６６−ｎ（この例では、ｎ＝５であるが、これ以上でもこれ以下でも可能である）。出力端子６６−１〜６６−５は、図５Ｃの構成にしたがって、記録装置６８および再生システムに結合されている。ノンローカル音響放射デバイス１１８ＬＦ、１１８ＣＦ、１１８ＲＦが、図３Ｃの同様に付番されたエレメントと同様に配置されており、更に図３Ｃのデバイス１２１４、１４１６と同様に配置され同様の機能を有する近接音響放射デバイス１１２ＬＲ、１１２ＲＲが示されている。ミキシング・コンソール・システムの別の実施態様では、図３Ａ〜図３Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃの構成を含むこともできる。サウンド・トラックが動画またはその他のオーディオ・ビジュアル・プログラムに用いることを意図したものである場合、ビデオ・モニタ１９０があるとよく、これは、図示のようにコンソール内に実装するとよく、あるいは別個のデバイスでもよい。投写型システムと共に用いる場合、映写スクリーン１９２、および画像をスクリーン上に投写するプロジェクタ１９４があればよい。
【００８２】
図８Ａのミキシング・コンソール・システムは、図５Ｃの実施形態と調和する再生システムを有する。離れた音響放射デバイス１１８ＬＦ、１１８ＣＦ間、および１１８ＣＦ、１１８ＲＦ間の音源は、振幅パンニングによって模擬（シミュレート）することができる。別の場所における音源は、前述のようなＨＴＲＦ処理によってシミュレートすることができ、以降の図面において更に詳細に説明する。別の実施形態では、ミキシング・コンソールは、図３Ａ〜図３Ｃ、図５Ａ、または図５Ｂの実施形態の他方の再生システムを有することもできる。
【００８３】
ミキシング・コンソール６４は、従来のものでもよく、あるいは従来の処理回路、また好ましくは、以下で図９Ａ、図９Ｂおよび図１０Ａ〜図１０Ｃに示すエレメントを内蔵した回路を備えるとよい。例えば、追加の低周波効果（ＬＦＥ）チャネル、または側方チャネルのような追加チャネル、左中央および右中央チャネル、または追加のサラウンド・チャネルがあるとよい。モニタ１９０およびスクリーン１９２も従来のものでよい。プロジェクタ１９４は、二次元（２Ｄ）プロジェクタまたは三次元（３Ｄ）プロジェクタのいずれでもよい。３Ｄプロジェクタの場合、偏光ガラスのような、技術者が用いるための、図示しない追加エレメントを備えることも可能である。
【００８４】
ミキシング命令を入力するとき、ミキシング技術者は、本発明による再生システム上において、混合オーディオ出力チャネルがどのように聞こえるか確認するので、本発明によるシステムによって再生されるときに、一層現実味を与えたり、心地よい結果を与えるように入力信号を混合することができる。また、出力チャネルは、従来のサラウンド・サウンド・システムにおけるチャネルとしても用いることができるので、再生されたチャネルは、従来のサラウンド・サウンド・システム上で再生することも可能である。ミキシング・コンソール６４の回路が、本発明によるオーディオ・システムの再生エレメントを内蔵している場合、ミキシング・システムが再生するサウンド・トラックは、本発明による再生システムによって再生されると、特に現実感を得ることができる。ミキシング・コンソール６４、再生システム、または双方に回路を内蔵することについては、以下の図１１Ａおよび図１１Ｂの論述において更に詳しく説明することにする。
【００８５】
動画またはテレビジョン・サウンド・トラックの場合、技術者は、音響エネルギに変換したときに、聴取者の耳に到達する音響エネルギが、視覚画像と密接に結びついた場所的オーディオ・キュー（距離キュー、ＩＬＤ、ＩＴＤ、ＭＳキュー内１つ以上のような）を有することができるように、サウンド・トラックを混合することもできる。例えば、爆発の視覚画像が、視聴者から離れたところである方位に向かうようにモニタまたはスクリーンに現れる場合、技術者は、この爆発と関連付けられたオーディオ・キューが、見かけ上遠く離れた音源地と密接に結びつき、同じ方位となるように、サウンド・トラックを混合することができる。
【００８６】
図８Ｂを参照すると、図８Ａの実施形態によるオーディオ・ビジュアル・ミキシング・システムによって作成したサウンド・トラックを含む、オーディオ・ビジュアル・プレゼンテーションを再生する効果を示す図がある。オーディオ・イベント、例えば、突進する象(charging elephant)の場所的オーディオ・キューは、位置１８２ａにおける音源と密接に結び付けることができる。突進する象の視覚画像は、見かけ上の音源地と一致して、位置１８０ａにあると思えるようにすることができる。見かけ上の音源地および視覚画像は、両端矢印で示すように、一緒に移動していると思えるようにすることもできる。見かけ上の音源と視覚画像を一致させる効果によって、視聴者／聴取者１８４に一層現実的（リアル）な場面の画像を提供することができる。
【００８７】
本発明による再生システムは、スクリーンと視聴者／聴取者１８４との間に現れることを意図したオーディオ・ビジュアル・イベントには特に有利である。第１視覚画像１８０ｂ−１、例えば、オーディオ・システムによって心理学的キューを与えることなく、視聴者／聴取者の近くで非常に穏やかに話す人の視覚画像がスクリーン１９２上にあるように思わせることができる。画像を非常に大きく拡大したり、「ラップアラウンド」スクリーン(wraparound screen)を用いるというような、何らかの投写技法を用いると、視覚画像をいくらか近づいたように思わせることができるが、視覚画像がスクリーンよりも近いと思わせるには、未だ難題が残っている。例えば、位置１８２ｂにおいて、聴取者に近い音源と密接に結びついたオーディオ・キューを与えるように混合したサウンド・トラックを聞くと、このイベントを認知した位置が、視聴者／聴取者に一層近づいて、例えば、位置１８０ｂ−２にあるように思わせることができる。
【００８８】
次に図８Ｃを参照すると、三次元（３Ｄ）ビジュアル技法を用いることによって、一層現実的な感覚的経験を得ることができる。図８Ｃの実施形態では、距離キューは、視覚画像の位置１８０ｃと密接に結びつき、視聴者／聴取者に非常に近い音源の位置１８２ｃと密接に結び付けることができる。移動する物体では、見かけ上の音源および視覚画像は、両端矢印で示すように、スクリーン前方の位置とスクリーン背後の位置との間で、一緒に前後に移動することができる。
【００８９】
図８Ｂの実施形態の再生ビジュアル・システムは、従来のモニタまたは平面スクリーン・プロジェクタ・システム、あるいはカナダ国、オンタリオ州、トロントのＩＭＡＸ（登録商標）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが開発したシアタ・システムのような、一層複雑な大型スクリーン・システムとすることも可能である。図８Ｃの実施形態の再生ビジュアル・システムは、異なる偏光のステレオ画像を、異なる偏光レンズを用いたビューア・グラスと組み合わせて投写する投写システムのような、３Ｄビジュアル・システムとすることもできる。オーディオ再生システムは、図３Ａ〜図３Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃのオーディオ・システムの１つとすることができる。図３Ａ〜図３Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃのオーディオ・システムのローカル音響放射デバイスは、均一な音象を、座席が多数ある部屋または劇場の視聴者／聴取者に提供することができる。これは、オーディオ・ビジュアル・イベントを頭部近くで描写するためには特に重要である。
【００９０】
次に図９Ａを参照して、図３Ｂに示したようなオーディオ・システムにオーディオ信号を供給する信号処理システムのブロック図を示す。チャネルＬＦ、ＬＳは、コンテンツ判定部９０Ｌに入力される。コンテンツ判定部９０ＬＦは、同じ位相を有するチャネルＬＦ、ＬＳのコンテンツ（ＬＦ＋ＬＳで示す）、チャネルＬＦだけにあるコンテンツ（ＬＦで示す）、およびチャネルＬＳだけにあるコンテンツ（ＬＳ）を判定する。コンテンツ判定部９０ＬＦは、係数aLV、AlおよびA2も、次の式に従って計算する。
【００９１】
【数１】
2004187300.tif 000003
【００９２】
ここで、ＹはＬＦおよびＬＳの内大きい方であり、ＸはＬＦ＋ＬＳとＬＦ−ＬＳの内大きい方である。音源の角度θLVは、θLV=sin-1αLVによって決定される。ＬＦ、ＬＳ、Ｘ、Ｙ、Ａ１、Ａ２、およびaLVの値は、各１２８または２５６サンプル毎というような間隔で繰り返し再計算されるので、これらは時間と共に変化する。
【００９３】
コンテンツ判定部９０ＬＦのＬＦ出力は、ＬＦ再生信号となる。コンテンツ判定部９０ＬＦのＬＳ出力は、ＬＲ再生信号となる。信号ＬＦ＋ＬＳは、時変ＩＬＤフィルタ９２ＬＦによって処理される。フィルタ９２ＬＦは、頭部の寸法、および時変角度θの正弦（aLVで示す）をパラメータとして用いる。時変角度θは、移動するビジュアル・ラウドスピーカの位置を表す。aLVおよびθLVは既知の様式で関係付けられているので、システムはデータをいずれかの形式で格納すればよい。頭部の寸法は、計算を容易にするために、対称的球状頭部モデルに基づいて、典型的な大きさの頭部から取ればよい。更に複雑なシステムでは、頭部寸法は、更に精巧化したモデルに基づいてもよく、聴取者の頭部の実際の寸法としてもよく、回折データのような、他のデータを含んでもよい。時変ＩＬＤフィルタ９２Ｌは、フィルタ処理した同側耳（音源に近い側の耳）オーディオ信号、およびフィルタ処理した対側耳（音源から遠い側の耳）オーディオ信号を出力する。フィルタ処理した同側耳オーディオ信号およびフィルタ処理した対側耳オーディオ信号は、次に、時変ＩＴＤ遅延９４Ｌによって遅延され、遅延同側耳オーディオ信号および遅延対側耳オーディオ信号を供給する。遅延は、頭部寸法およびaLV、即ち、時変角度θLVの正弦をパラメータとして用いる。遅延同側耳オーディオ信号および遅延対側耳オーディオ信号は、正中面における音源を除いて、異なるのが通例である。
【００９４】
ＲＦ信号およびＲＳ信号は同様に処理される。ＬＦ−ＬＳ信号経路の遅延同側耳オーディオ信号は、加算器９６Ｌにおいて、Ｒ−ＲＳ信号経路の対側耳オーディオ信号と結合される。Ｒ−ＲＳ信号経路の遅延同側信号は、加算器９６Ｌにおいて、ＬＦ−ＬＳ信号経路の遅延対側信号と結合される。
【００９５】
ＣＦ信号およびＣＳ信号は、コンテンツ判定部９０Ｃに入力され、コンテンツ判定部９０Ｃはコンテンツ判定部９０Ｌ、９０Ｒと同様の計算を実行する。コンテンツ判定部９０ＣのＣＦ出力は、ＣＦ再生信号となる。コンテンツ判定部９０ＣのＣＳ出力は、ＣＳ再生信号となる。ＣＦ＋ＣＬ信号は、ＭＳプロセッサ９３によって処理され、処理済みモノラルＣＦ＋ＣＬ信号を生成する。ＭＳプロセッサは、移動（可変）ノッチ・フィルタを適用し、ノッチ周波数は仰角θCVに対応し、ＭＳ処理したモノラル信号を供給する。これを加算器９６Ｌにおいて加算し、デバイス１２ＬＲ、１４ＬＲ、１６ＬＲの再生信号を供給し、更に加算器９６Ｒにおいて加算し、デバイス１２ＲＲ、１４ＲＲ、１６ＲＲの再生信号を供給する。デバイス１２ＬＲ、１４ＬＲ、１６ＬＲ、およびデバイス１２ＲＲ、１４ＲＲ、１６ＲＲの再生信号のみが、あらゆるＨＲＴＦ処理信号を含む。実施態様によっては、ノッチ・フィルタは、最大３６０度の仰角を表すことができる。聴取者の前方から聴取者の背後まで移動する音源では、音源が聴取者の頭上や下方を移動したり、あるいは聴取者を通過する効果を得ることができる。
【００９６】
次に図９Ｂを参照して、図５Ｂに示したようなオーディオ・システムにオーディオ信号を供給する信号処理システムのブロック図を示す。図９Ｂのプロセスでは、ＬＦ、ＬＳ、ＲＦ、ＲＳ、ＣＦ、ＣＳ信号は、図９Ａのプロセスと同様に、コンテンツ判定部９０Ｌ、９０Ｒ、９０Ｃによって処理される。図９Ａの処理におけると同様、コンテンツ判定部のＬＦおよびＲＦ出力信号は、それぞれ、ＬＦおよびＲＦ再生信号となる。コンテンツ判定部のＬＦ＋ＬＳ、ＲＦ＋ＲＳ、ＣＦ＋ＣＳ出力信号は、図９Ａのプロセスと同様に処理される。ＬＳおよびＲＳ信号は、スタティックＩＬＤフィルタおよびスタティックＩＴＤ遅延によって処理される。スタティックＩＬＤフィルタおよびスタティックＩＴＤ遅延は、角度θLC、θRCが一定であり、したがって値aLC、aRCも一定であることを除いて、時変ＩＬＤフィルタおよび時変ＩＴＤ遅延と同様である。角度θLC、θRCは、音響デバイス１２ＬＲおよび１２ＲＲ、１４ＬＲおよび１４ＲＲ、１６ＬＲおよび１６ＲＲの放射によって形成される仮想後部（リア）スピーカの角度変位を表す。ＬＦ−ＬＳ信号経路の同側出力信号は、加算器９６Ｌにおいて加算され、ＬＦ−ＬＳ信号経路の対側出力信号は、加算器９６Ｒにおいて加算される。Ｒ−ＲＳ信号経路の同側出力信号は、加算器９６Ｒにおいて加算され、Ｒ−ＲＳ信号経路の対側出力信号は、加算器９６Ｌにおいて加算される。ＣＳ信号経路の出力信号は、必要であれば、スケーリングを伴って、加算器９６Ｌ、９６Ｒにおいて加算される。再生デバイス１２ＬＲ、１２ＲＲ、１４ＬＲ、１４ＲＲ、１６ＬＲ、１６ＲＲによって放射される信号だけがＨＲＴＦ処理される。
【００９７】
図９Ａおよび図９Ｂによる実施形態は、横方向において、一層正確で、制御され、一貫性（整合性）のある認知を可能にするので有利である。本発明によるシステムは、側方にある音源に実際のＩＬＤおよびＩＴＤキューを与える。
【００９８】
プログラム素材は、典型的にディジタル・エンコードされている場合、明示的に音源の位置を指定するオーディオ信号に付随してメタデータがあり、聴取者に対する音源の方位、聴取者からの距離を含む。位置情報が指定されているので、フィルタおよび遅延値を直接決定することができ、値aLV、aRV、aCVの計算は不要となる。
【００９９】
図９Ａまたは図９Ｂによるシステムは、ＨＲＴＦ処理信号がローカル音響デバイスによって放射され、ＩＴＤ、ＩＬＤおよびＭＳキューの制御範囲を広げることができ、したがって聴取空間毎に一層密接に結びついた現実的な音像が得られるので有利である。
【０１００】
次に図１１Ａおよび図１１Ｂを参照し、本発明の原理を具現化した２つのコンテンツ作成および再生システムを示す。図１１Ａでは、従来型のコンテンツ作成モジュール２０４ａは、オーディオ入力端子６２−１〜６２−ｎと、従来型のオーディオ・ミキサ２０８とを含む。従来型のオーディオ・ミキサ２０８は、信号線２６６−１〜２６６−５を通して、記憶／送信装置２１０ａに結合されており、各信号線が従来型のオーディオ・チャネルを送信する。記憶／送信装置は、参照番号２６６−１〜２６６−５で識別される信号線によって、再生システム２１２ａに結合されており、従来型のオーディオ・ミキサ２０８から記憶／送信装置２１０ａに送信されるチャネルに対応するオーディオ・チャネルを出力することを示す。再生システム２１２ａは、ＨＲＴＦ信号処理回路２１４と、変換器、例えば、音響デバイス１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦ、指向性デバイス１２１４、１４１６を含む。音響デバイス１２１４、１４１６は、音響アレイ１２１４、１４１６とすることもできる。これまでの図面におけると同様、増幅器、イコライザ（等化器）、クリッパ、圧縮器等、本発明に関係のない従来のデバイスは示されていない。
【０１０１】
図１１Ｂでは、ＨＲＴＦコンテンツ作成モジュール２０４ｂは、ＨＲＴＦエンコード・オーディオ信号源を含む。ＨＲＴＦエンコード・オーディオ信号源は、ＣＤ、ＤＶＤまたは動画のサウンド・トラックのような、従来の混合オーディオ・コンテンツ源２１８を含み、ＨＲＴＦ信号処理回路２１４に結合されている。代わりに、または加えて、ＨＲＴＦエンコード・オーディオ信号源は、ＨＲＴＦミキシング・コンソール６４、例えば、図８Ａのミキシング・コンソールに結合されたオーディオ入力端子６２−１〜６２−ｎも含むことができる。ＨＲＴＦコンテンツ作成モジュール２０４ｂは、各々オーディオ・チャネルを送信する信号線によって、記憶／送信装置２１０ｂに結合されている。信号線には「ＨＲＴＦ」または「非ＨＲＴＦ」と示されており、チャネルの一部がＨＲＴＦエンコード情報を含み、更に非ＨＲＴＦエンコード情報も含む場合もあり、更にチャネルの一部はＨＲＴＦエンコード情報を全く含まないことを意味する。記憶または送信回路２１０ｂは、「ＨＲＴＦ」または「非ＨＲＴＦ」と示された信号線によって、再生モジュール２１２ｂに結合されている。これらの信号線によって、記憶／送信装置２１０ｂは、ＨＲＴＦコンテンツ作成モジュールから送信されるチャネルに対応するオーディオ・チャネルを出力することを意味する。再生モジュール２１２ｂは、構成調節部２２２を含めば、変換器の数、帯域幅、位置、および指向性に信号を適合化し、更に変換器１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦ、ならびに指向性デバイス１２１４、１２１６、例えば、指向性アレイも適合化することができる。
【０１０２】
オーディオ入力端子６２−１〜６２−ｎは、図８Ａで同様に付番されている入力端子と同様とすればよい。ＨＲＴＦ信号処理回路２１４は、図９Ａ〜図９Ｃまたは図１０Ａ〜図１０Ｃの回路と同様の回路を含めばよい。変換器１８ＬＦ、１８ＣＦ、１８ＲＦおよび指向性デバイス１２１４、１４１６は、これまでの図面で同様に付番されているエレメントと同様とすればよい。構成調整部２２２は、再生システムの構成を調節するための回路を含み、例えば、これまでの図面の低周波デバイス２０または図３Ａ〜図３Ｃおよび図５Ａ〜図５Ｃの追加の音響デバイスの有無に対する調節を行えるようにするとよい。記憶／送信装置２１０ａ、２１０ｂは、例えば、無線信号またはテレビジョン信号、コンテンツ作成モジュール２０４ａ、２０４ｂの出力を送信する機器を含むことができ、または大容量記憶装置、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ記録装置、ＤＶＤ記録装置等のようなデータ記憶装置を含むことができる。従来の混合オーディオ・コンテンツ源２１８は、コンパクト・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、オーディオ・テープ、ＲＡＭ、またはオーディオ受信機のようなデバイスとすることができる。ＨＲＴＦミキシング・コンソール６４は、図８Ａで同様に付番されたエレメントのような、ミキシング・コンソールとすればよい。
【０１０３】
動作において、図１１Ａのシステムでは、通常のオーディオ・コンテンツが従来のコンテンツ作成回路２０４ａにおいて作成される。次いで、このコンテンツは、通常に作成されたコンテンツとして、記憶／送信回路２１０ａによって送信される。この従来と同様に作成されたコンテンツは、再生システム２１２ａに送信され、ＨＲＴＦ信号処理回路２１４によって本発明にしたがって処理され、変換器に送信される。
【０１０４】
図１１Ｂのシステムでは、ＨＲＴＦ信号処理を通常の混合オーディオ・コンテンツに適用することによって、図８Ａの論述において先に説明したように、オーディオ信号をＨＲＴＦ処理し混合することによって、あるいはこれらの双方によって、ＨＲＴＦ処理されたオーディオ・コンテンツを作成する。ＨＲＴＦ処理されたオーディオ信号は、記憶／送信回路２１０ｂによって格納または送信され、そして変換器に送信される。
【０１０５】
図１１Ａのシステムでは、コンテンツは、従来と同様のエンコード・オーディオ・コンテンツとして格納または送信される。コンテンツは、特定の再生システムを基準とせずに混合されるので、信号は、ＨＲＴＦ処理のない従来の再生システムと互換性がある。図１１Ａのシステムの利点は、再生デバイス２１２ａがＨＲＴＦ処理を、従来と同様に混合されたオーディオ・コンテンツに使用し、見かけ上の音源を定位できることである。
【０１０６】
図１１Ｂのシステムでは、オーディオ・コンテンツは、本発明によるＨＲＴＦ処理信号として格納または送信される。コンテンツは、特定の再生システムを基準として混合される。図１１Ｂのシステムの利点は、再生回路がはるかに単純でしかも安価にできることである。
【０１０７】
図１０Ａ〜図１０Ｄを参照して、指向性アレイと共に用いるために、図９Ｂの再生信号を整形（変更）する信号処理システムのブロック図を示す。図１０Ａでは、入力信号は、加算器９６Ｌ、９６Ｒの出力を変換せず、更にノード９８Ｌ、９８Ｒにおいてそれぞれ処理することを除いて、図９Ｂの場合とほぼ同様に処理される。図１０Ａおよび図１０Ｂでは、加算器９６Ｌ、９６Ｒの出力は、それぞれ、図４Ａおよび図４Ｃの場合とほぼ同様に処理され、図５Ｃのシステムのアレイ１２１４、１４１６のような指向性アレイにオーディオ信号を供給する。図１０Ｃでは、加算器９６Ｌ、９６Ｒの出力は、図４Ｂの場合とほぼ同様に処理され、図５Ａのシステムのようなシステムにおけるデバイス１４Ｒのような指向性アレイにオーディオ信号を供給する。
【０１０８】
図８の実施形態にしたがってプログラム素材を混合する場合、図９Ａ〜図９Ｂまたは図１０Ａ〜図１０Ｃの処理を行わずに、プログラム素材を直接再生システムに入力することができる。再生システムは、適切な数および形式の出力チャネルを供給するように処理しなければならない場合もある。処理には、オーディオ信号を周波数範囲に分割すること、２つのチャネルをダウンミキシングして第３チャネルを作成すること、または２つのチャネルをアップミキシングして１つのチャネルを作成すること、または何らかの同様の動作を行うことが含まれる。オーディオ信号を周波数範囲に分割するには、公知の従来からの回路を用いることができる。
【０１０９】
図９Ａ〜図１０Ｄのブロックの機能は、ディジタル・エンコードしたオーディオ信号ストリームに信号処理を実行するソフトウエア・モジュールを含むことができるディジタル信号処理（ＤＳＰ）エレメントによって実行するとよい。
【０１１０】
図１０Ａ〜図１０Ｃの実施形態によるオーディオ・システムは、指向性音響デバイスが音響的隔離を形成し、耳におけるオーディオ信号の制御性を向上させることによって、聴取空間毎に一層現実的で均一な音像が得られるので有利である。
【０１１１】
当業者は、本発明の概念から逸脱することなく、ここに開示した具体的な装置および技法の数多くの使用形態や、それらからの発展が可能であることは明白である。したがって、本発明は、ここに開示した装置および技法の中に存在するまたはそれらが保有する、それぞれの新規な特徴および特徴の新規な組み合わせをも包含するものとして解釈し、特許請求の範囲の精神およびその範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】図１は、図における方向および角度を表すための座標系を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本明細書において説明する概念の一部を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本明細書において説明する概念の一部を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明を組み込んだオーディオ・システムの実施形態の図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明を組み込んだオーディオ・システムの実施形態の図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明を組み込んだオーディオ・システムの実施形態の図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施形態とともに用いるマルチエレメントのブロック図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施形態とともに用いるマルチエレメントのブロック図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の実施形態とともに用いるマルチエレメントのブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図３Ａの実施形態の実施態様を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図３Ｂの実施形態の実施態様を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図３Ｃの実施形態の実施態様を示す図である。
【図６】図６は、車両乗員室における本発明の実施態様のブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明と共に用いるのに適したマルチエレメント・アレイを劇場の座席に装着した状態を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明と共に用いるのに適したマルチエレメント・アレイを劇場の座席に装着した状態を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明と共に用いるのに適したマルチエレメント・アレイを劇場の座席に装着した状態を示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明と共に用いるのに適したマルチエレメント・アレイを劇場の座席に装着した状態を示す図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、本発明と共に用いるのに適したマルチエレメント・アレイを劇場の座席に装着した状態を示す図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、本発明と共に用いるのに適したマルチエレメント・アレイを劇場の座席に装着した状態を示す図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、本発明と共に用いるのに適したマルチエレメント・アレイを劇場の座席に装着した状態を示す図である。
【図７Ｈ】図７Ｈは、本発明と共に用いるのに適したマルチペア・マルチエレメント・アレイの正面等角図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明によるオーディオ・ミキシング・システムのブロック図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明のオーディオ・ビジュアルの一面を説明するための概略システム図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明のオーディオ・ビジュアルの一面を説明するための概略システム図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明による信号処理システムのブロック図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明による信号処理システムのブロック図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、指向性アレイと共に用いる信号処理システムのブロック図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、指向性アレイと共に用いる信号処理システムのブロック図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、指向性アレイと共に用いる信号処理システムのブロック図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、指向性アレイと共に用いる信号処理システムのブロック図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明によるコンテンツ作成および再生システムのブロック図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明によるコンテンツ作成および再生システムのブロック図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2004187300.tif 000031
【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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