(57)【要約】  【課題】不特定の顧客が集まる店舗であっても特定のグループのみに歌唱音声を聴かせることができるカラオケ装置を提供することを目的とする。  【解決手段】複数のオーディオ信号を別々にビーム制御することができるスピーカシステムを用いる。たとえば、アレイスピーカ２とビーム制御部を含むカラオケ装置１を用いる。歌唱者の歌唱音声は、歌唱者およびそのグループのテーブルにビーム制御し、それ以外のテーブルにはガイドボーカル音声の音声ビームを形成する。これにより、歌唱者のグループ以外の顧客は、上手なガイドボーカルを聴くことができ、他のグループの顧客の歌唱を聴かなくてすむ。【選択図】  図５
2005173137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラオケ曲の伴奏音を発生するための演奏トラックおよびガイドボーカルを再生するためのガイドボーカルデータを含む曲データを記憶した記憶手段と、
演奏トラックを用いて伴奏音を発生するとともに、ガイドボーカルデータを再生してガイドボーカルを発生する演奏手段と、
歌唱音声を入力するマイクと、
前記伴奏音、歌唱音声およびガイドボーカルを入力し、それぞれの音声信号を独立して指向性制御するスピーカシステムと、
前記スピーカシステムに対して、前記伴奏音を無指向性で出力するよう制御するとともに、前記歌唱音声および前記ガイドボーカルをそれぞれ異なる方向へ指向性を持たせて出力するように制御する制御手段と、
を備えたカラオケ装置。
【請求項２】
カラオケ曲の伴奏音を発生するための曲データを記憶した記憶手段と、
前記曲データに基づいて伴奏音を発生する演奏手段と、
それぞれ別の歌唱音声を入力する複数のマイクと、
前記伴奏音および前記複数のマイクから入力された複数の歌唱音声を入力し、それぞれの音声信号を独立して指向性制御するスピーカシステムと、
前記スピーカシステムに対して、前記伴奏音を無指向性で出力するよう制御するとともに、前記複数の歌唱音声をそれぞれ異なる方向へ指向性を持たせて出力するように制御する制御手段と、
を備えたカラオケ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記歌唱音声を前記マイクの方向を含む１または複数の方向へ指向性を持たせて出力するように前記スピーカシステムを制御する請求項１または請求項２に記載のカラオケ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歌唱音声の指向性を制御できるカラオケ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラオケ装置は、カラオケボックスなど１室を単一のグループが占有する場所に設置されるほか、スナック店舗等の飲食店など不特定の顧客が集まる場所に設置される場合も多い。
【０００３】
従来のカラオケ装置は、ステレオスピーカを用いて、店内に伴奏音および歌唱音声を拡声していた。したがって、上記不特定の顧客が集まる店舗に設置された場合、誰が歌唱した歌唱音声でも、店内の全てに聞こえるようになっていた。
【０００４】
また、上記ステレオスピーカのほかに、歌唱者に向けた指向性スピーカを設置し、歌唱者のみにガイドボーカルを聴かせるというカラオケ装置が、提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−３２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スナック等の飲食店では、他人（他のグループ）の歌唱は必ずしも聴きたいものではなく、場合によっては耳障りなものである。しかし、上記従来のカラオケ装置では、歌唱者の歌唱音声が店舗全体に放音されるため、全ての顧客がカラオケ歌唱を聞かなければならないという問題点があった。
【０００６】
また、上記特許文献１のように指向性スピーカを設けて特定の顧客のみに（ガイドボーカルに代えて）歌唱音声を聴かせることも考えられるが、この場合には、歌唱者が代わる毎に指向性スピーカの設置場所や向きを変更しなければならず、現実的ではなかった。
【０００７】
この発明は、不特定の顧客が集まる店舗であっても特定のグループのみに歌唱音声を聴かせることができるカラオケ装置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】
【０００８】
この発明は、カラオケ曲の伴奏音を発生するための演奏トラックおよびガイドボーカルを再生するためのガイドボーカルデータを含む曲データを記憶した記憶手段と、演奏トラックを用いて伴奏音を発生するとともに、ガイドボーカルデータを再生してガイドボーカルを発生する演奏手段と、歌唱音声を入力するマイクと、前記伴奏音、歌唱音声およびガイドボーカルを入力し、それぞれの音声信号を独立して指向性制御するスピーカシステムと、前記スピーカシステムに対して、前記伴奏音を無指向性で出力するよう制御するとともに、前記歌唱音声および前記ガイドボーカルをそれぞれ異なる方向へ指向性を持たせて出力するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明は、カラオケ曲の伴奏音を発生するための曲データを記憶した記憶手段と、前記曲データに基づいて伴奏音を発生する演奏手段と、それぞれ別の歌唱音声を入力する複数のマイクと、前記伴奏音および前記複数のマイクから入力された複数の歌唱音声を入力し、それぞれの音声信号を独立して指向性制御するスピーカシステムと、前記スピーカシステムに対して、前記伴奏音を無指向性で出力するよう制御するとともに、前記複数の歌唱音声をそれぞれ異なる方向へ指向性を持たせて出力するように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明は、前記制御手段が、前記歌唱音声を前記マイクの方向を含む１または複数の方向へ指向性を持たせて出力するように前記スピーカシステムを制御することを特徴とする。
【００１１】
上記発明において、スピーカシステムとしては、たとえば、アレイスピーカと、入力する音声信号の位相およびゲインを各スピーカエレメント毎に制御するビーム制御部で構成することができる。ビーム制御部を伴奏音、ガイドボーカル、歌唱音声（または伴奏音、複数の歌唱音声）のそれぞれに設けることにより、各音声信号の指向性を独立して制御することが可能になる。なお、各スピーカエレメントに入力する信号を同位相でベッセル関数を乗じたレベルにすることにより、指向性なく音声信号を出力することができる。
【００１２】
歌唱音声とガイドボーカル（または複数の歌唱音声）は、ほぼ同じ音声信号と考えられるため、その一つが大きく聴こえていると、マスキング効果により他の音声が聞こえない状態になる。これにより、同じ室内にいても他人（他のグループ）の歌唱音声を聴かなくてすむ。
【００１３】
歌唱音声は、歌唱者とそのグループの方向に放音されれば十分であるため、歌唱音声信号は、マイク方向を含む１または複数の方向に限定した指向性で出力するようにすればよい。
【００１４】
マイクの位置は、歌唱者または係員が手動で入力すればよいが、グループ（テーブル）毎にマイクを配置し、どのマイクがオンしているかによって歌唱されているマイクの位置を検出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、歌唱者を含む一部の人（グループの人）のみに歌唱を聴かせ、他のグループの人には、ガイドボーカルを聴かせることができるため、他のグループの人は聴きたくない歌唱がマスクされて聴く必要がなくなる。
【００１６】
また、この発明によれば、複数の歌唱音声をそれぞれの歌唱者を含む一部の人（グループの人）のみに聴かせることができるため、同じカラオケ曲を同時に複数のグループで楽しむことができ、且つ他のグループの歌唱を聴く必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照してこの発明の実施形態であるカラオケ装置について説明する。図１は同カラオケ装置のブロック図、図２は同カラオケ装置において用いられるアレイスピーカの外観図、図３は同カラオケ装置のビーム制御部の構成を示す図、図４は前記アレイスピーカにおけるビーム制御の方式を説明する図、図５は各方向にビームを制御するためのビーム制御データを記憶したビーム制御データテーブルを示す図、図６は同カラオケ装置が設置されるカラオケ店舗の例と形成されるビームの例を示す図、図７，図８は同カラオケ装置の動作を示すフローチャートである。
【００１８】
図１は、同カラオケ装置のブロック図である。カラオケ装置は、カラオケ装置本体１、アレイスピーカ２およびアレイスピーカ２を駆動するドライバアンプ３を備えている。
【００１９】
カラオケ装置本体１は、カラオケ曲のリクエストを受け付けて、その曲の曲データを読み出してカラオケ演奏を行うとともに、そのカラオケ曲の歌詞をモニタに表示する。カラオケ演奏時には、カラオケ曲の伴奏音（カラオケ演奏音）を発生するとともに、ガイドボーカル音声を再生する。カラオケ演奏音、ガイドボーカル音声および歌唱音声はドライバアンプ３によって増幅されアレイスピーカ２から出力される。
【００２０】
アレイスピーカ２は、図２に示すように、スピーカエレメントをｘｙマトリクスに配列して構成されたものであり、配列個数は、たとえば１６×８の１２８個というように数十個以上である。この構成のアレイスピーカ２の各スピーカエレメントに、音声信号を位相・レベルを適切に制御して入力することにより、音声ビームを形成してこの音声信号に特定の方向への指向性を持たせることができる。また、楽音信号に適当な係数を乗算して各スピーカエレメントに入力することにより、この音声信号を無指向性で出力することも可能である。
【００２１】
カラオケ装置本体１は、装置の動作を制御する制御部１０、カラオケ曲の曲データやアレイスピーカ２のビームを制御するためのビーム制御データ等を記憶している記憶部１１、音源等を備え、曲データに基づいてカラオケ曲を演奏するカラオケ演奏部１２、カラオケ演奏音や歌唱音声のビームを制御する音声信号処理部１３、歌唱音声をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１４などを備えている。
【００２２】
制御部１０はＣＰＵを含み、歌唱者によりリクエストされたカラオケ曲の曲データを記憶部１１から読み出してカラオケ演奏部１２に入力する。カラオケ曲のリクエストは、図示しないリモコンなどを用いて行われる。
【００２３】
カラオケ演奏部１２は、楽音を生成する音源のほかガイドボーカル再生部１２ａを含み、カラオケ演奏音を発生するとともに、オーディオデータであるガイドボーカル音声を再生する。ガイドボーカルデータは、各カラオケ曲の曲データに含まれている。カラオケ演奏部１２が発生したカラオケ演奏音、ガイドボーカル再生部１２ａが再生したガイドボーカル音声は、音声信号処理部１３に入力される。また、マイク１５から入力された歌唱音声信号は、Ａ／Ｄコンバータ１４でデジタル信号化されたのち音声信号処理部１３に入力される。
【００２４】
入力された伴奏音、ガイドボーカル音声、歌唱音声は、それぞれ別々のビーム制御部２０，２１，２２に入力される。ビーム制御部２０，２１，２２は、各音声信号がアレイスピーカ２において所定の指向性（音声ビーム）で出力されるように各スピーカエレメント毎の位相（遅延時間）およびゲインを制御する。
【００２５】
制御部１０は、音声信号処理部１３の各ビーム制御部２０，２１，２２に対してそれぞれ別々のビーム制御データをセットすることにより、カラオケ演奏部１２が発生したカラオケ演奏音を無指向性で出力し、歌唱音声をその歌唱者およびグループがいる方向のみにビーム出力するように制御するとともに、ガイドボーカルを前記グループ以外の方向にビーム出力するようにアレイスピーカ２のビームを制御する。
【００２６】
各ビーム制御部で指向性を制御された音声信号（カラオケ演奏音、歌唱音声、ガイドボーカル音声）は、ミキサ２３で各スピーカエレメント毎に合成され、各スピカエレメント別にアナログ信号に変換されてドライバアンプ３に入力される。
【００２７】
ここで、図３を参照してビーム制御部１３のビーム制御部２０，２１，２２の構成について説明する。図３は、ビーム制御部のブロック図である。ビーム制御ユニットには、ディレイ１２０、および、アレイスピーカ２の各スピーカエレメントに対応する係数乗算部１２２が設けられている。ディレイ１２０のタップ位置および係数乗算部１２２の係数は、制御部１０から入力されるビーム制御データによって決定される。各ディレイ１２０のタップ位置により、ビーム角度が決定される。係数乗算部１２２には、ビームのサイドローブをキャンセルするための窓関数が入力される。窓関数としては、例えば、ハミング窓またはハニング窓を用いればよい。各チャンネルのビーム制御ユニットの出力は、ミキサ２３により、各スピーカエレメント毎に加算される。各スピーカエレメントに対応する加算された音声信号は、Ｄ／Ａコンバータ２４でアナログ信号に変換され、ドライバアンプ３に出力される。
なお、この実施形態では、ビーム制御部を３つ（２０，２１，２２）設けているが、ビーム制御部の数は３に限定されない。
【００２８】
図１において、ドライバアンプ３は、アレイスピーカ２の全スピーカエレメントに対応する個数のオーディオアンプ１３１を備えており、入力された各スピーカエレメント毎のオーディオ信号を増幅してアレイスピーカ２に出力する。
【００２９】
ここで、図４を参照してアレイスピーカ２による音声ビーム形成の原理を説明する。この図では、アレイスピーカのうち１列分のスピーカエレメント列でｘ軸方向にビームを振る場合について説明するが、スピーカエレメントをマトリクス状に配列してｘ軸方向およびｙ軸方向にビームを振る場合も、ビーム制御データをｘ軸方向、ｙ軸方向に拡張することで同様の処理で行うことができる。
【００３０】
同図（Ａ）は、全てのスピーカエレメントに同じ位相の音声信号を同時に入力した場合を示している。全てのスピーカエレメントに同位相の信号を同時に入力すると、各スピーカエレメントからは同時に同じ位相の信号が出力される。個別のスピーカエレメントから出力された信号波形は放射状（円形）に伝搬してゆくが、全てのスピーカエレメントから出力された信号の合成波形は、前方以外の方向へ伝搬する成分は、各スピーカエレメントから出力された信号成分が合成されることによって（干渉しあうことによって）打ち消され、前方に向かう成分のみが合成によって強められて音声ビームとなる。
【００３１】
同図（Ｂ）は、音声ビームを斜めに形成する場合のディレイ時間制御について説明した図である。この図では、音声ビームを、正面から右方向のθの角度に形成している。この場合ビームを向きと反対側の端部（左端）のスピーカエレメントから最初に音声を出力し、こののち時間τが経過するごとに順次右隣のスピーカエレメントから音声を出力する。この遅延時間が、ビーム制御データとして、制御部１０からビーム制御部２０，２１，２２に設定される。このように、一列に並んでいるスピーカエレメントから出力する音声を一端から他端に向けて順次ディレイすることにより、合成波面は、図示のようにそのディレイ時間に応じて傾斜し、音声ビームを斜め方向に向けることができる。
【００３２】
この傾斜角度θは、スピーカの間隔をｄ、音速をｖとすると、ｓｉｎθ＝ｖτ／ｄの関係になる。したがって、その場所の気温に基づいて音速ｖが算出されていれば、τを制御することによってによって音声ビームの角度θを制御できることになる。
【００３３】
図５を参照して実際のカラオケ店舗におけるビーム制御について説明する。同図において、カラオケ装置本体１およびドライバアンプ３およびアレイスピーカ２は、店舗の室内３０のすみに設置されている。また、歌唱者用のモニタ４はカラオケ装置本体１の横に部屋の中心に向けて設置されており、部屋の内部には４つのテーブル３１（３１−１，３１−２，３１−３，３１−４）が設置されている。この図は、テーブル３１−３の客がカラオケ曲を歌唱する場合に形成する音声ビームを示している。アレイスピーカ２からは、カラオケ演奏音（伴奏）が無指向性で室内３０の全体に放音されている（不図示）。また、歌唱者のテーブル３１−３方向には、アレイスピーカ２から音声ビーム５で歌唱音声が放音されている。そして、その他のテーブル３１−１，３１−２，３１−４の方向には、アレイスピーカ２から弱指向性のビーム６（６−１，６−２，６−４）でガイドボーカル音声がそれぞれ放音されている。すなわち、この例ではビーム制御部２２は３個必要になる。
【００３４】
この組み合わせで各音声信号を放音することにより、カラオケ曲の伴奏は、室内３０全体で聴こえ、歌唱者の歌唱音声は、その歌唱者のテーブル３１−３のみで聴こえるようになる。他のテーブル３１−１，３１−２，３１−４には、ガイドボーカルが聴こえるため、他のグループの歌唱者の歌唱を聴く必要がない。
【００３５】
なお、音声の指向性は完全なものではないため、他のテーブル３１−１，３１−２，３１−４にも歌唱者の歌唱音声が若干漏れて聴こえてくるが、この場所には同じメロディを歌唱するガイドボーカル音声が、音声ビームにより歌唱音声の漏れレベルよりも高いレベルで放音されているため、マスキング効果により、このテーブルの顧客には歌唱音声が殆ど聞こえない。
【００３６】
図６，図７のフローチャートを参照して、カラオケ装置の動作を説明する。
図６は、曲予約時の動作を示すフローチャートである。歌唱者がカラオケ曲をリクエスト（曲番号を入力）したとき（ｓ１）、同時に、この歌唱者のテーブル番号を入力する（ｓ２）。このテーブル番号の入力は、歌唱者が自分で入力してもよく、店舗の係員が入力するようにしてもよい。曲番号およびテーブル番号が入力されると、この曲番号とテーブル番号を対応づけて予約リストに登録する（ｓ３）。曲番号の入力およびテーブル番号の入力は、図示しないリモコン装置またはカラオケ装置本体１のパネルスイッチ等から行えばよい。
【００３７】
なお、予約リストは同図（Ｂ）に示すように、リクエストされた順に曲番号とテーブル番号を対応づけて記憶するリストメモリである。記憶されている曲番号のうち、最先のものから順に図７の演奏処理で演奏され、リストから消去されてゆく。最先のものがリストから消去されると、それ以後のものが順次繰り上がるようになっている。
【００３８】
また、この実施形態では、歌唱者または係員がテーブル番号の入力を行うようにしているが、リモコン操作された場所またはカラオケ曲演奏時のマイク位置等に基づいてテーブル番号（テーブル位置）をカラオケ装置が自動的に判断するようにしてもよい。また、各テーブル毎に別々のマイクを設置しておき、どのマイクがオンしているかによってテーブルを決定するようにしてもよい。
【００３９】
図７は、同カラオケ装置の演奏動作を示すフローチャートである。予約リストに曲が登録されているとき、予約リストの先頭から曲番号を読み出して（ｓ１１）、この曲番号で識別される曲データを記憶部１１から読み出す（ｓ１２）。この曲データにはガイドボーカルデータも含まれている。読み出した曲データをカラオケ演奏部１２にセットする（ｓ１３）。次に予約リストから上記曲番号に対応づけて登録されているテーブル番号を読み出し（ｓ１４）、このテーブル番号に対応するビーム制御データ、すなわちこの番号のテーブルに向けて鋭い指向性で歌唱音声をビーム出力するためのビーム制御データおよびこの番号以外のテーブルに向けて緩い指向性でガイドボーカル音声をビーム出力するためのビーム制御データを読み出す（ｓ１５）。そして、読み出したビーム制御データをビーム制御部２０，２１，２２に設定する（ｓ１６）。すなわち、カラオケ演奏音を無指向性にビーム制御するためのビーム制御データをビーム制御部２０に設定し、歌唱音声を指定されたテーブルに鋭い指向性でビーム制御するためのビーム制御データをビーム制御部２１に設定し、ガイドボーカル音声を指定されたテーブル以外のテーブルに指向性制御するためのビーム制御データをビーム制御部２２に（図５の例では複数）設定する。こののちカラオケ演奏をスタートする（ｓ１７）。
【００４０】
なお、歌唱者が自分のテーブルでなくカラオケ装置１の前で歌唱する場合（図５における歌唱者８）には、歌唱音声ビームをその歌唱者のテーブルに向けて形成するとともに、別のビーム制御部を設けて、歌唱者の方向に向けた歌唱音声ビーム（図５におけるビーム９）を形成するようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施形態では、歌唱音声とガイドボーカルをそれぞれビーム化することによって指向性制御するようにしているが、同じカラオケ曲に対して同時に複数の歌唱者が（別々のマイクで）歌唱し、この複数の歌唱音声をそれぞれビーム化して別々のテーブルに指向性制御するようにしてもよい。これによって、同じカラオケ曲を同時に複数の顧客が楽しむことができ、互いに他者の歌唱音声をマスキング効果で聴こえなくすることができる。
【００４２】
また、複数マイクによる複数の歌唱音声およびガイドボーカルをそれぞれ別々のビームとして出力するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施形態であるカラオケ装置のブロック図
【図２】同カラオケ装置において用いられるアレイスピーカの外観図
【図３】同カラオケ装置のビーム制御部の構成を示す図
【図４】前記アレイスピーカにおけるビーム制御の方式を説明する図
【図５】同カラオケ装置が設置されるカラオケ店舗の例と形成されるビームの例を示す図
【図６】同カラオケ装置の曲予約動作を示すフローチャート
【図７】同カラオケ装置の演奏動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４４】
１…カラオケ装置本体
２…アレイスピーカ
３…ドライバアンプ
４…モニタ
５…（狭指向性に制御された歌唱音声の）音声ビーム
６…（広指向性に制御されたガイドボーカルの）音声ビーム
９…（歌唱者用の）音声ビーム
１０…制御部
１１…記憶部
１２…カラオケ演奏部
１２ａ…ガイドボーカル再生部
１３…音声信号処理部
１４…Ａ／Ｄコンバータ
１５…マイク
２０，２１，２２…ビーム制御部
２３…ミキサ
２４…Ｄ／Ａコンバータ
３０…カラオケ店舗の室内
３１（３１−１，２，３，４）…テーブル
１２０…ディレイ
１２１…（ゲイン差補正用の）係数乗算器
１２２…（窓関数用の）係数乗算器
１３１…アンプ
【図１】
2005173137.tif 000003
【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】
2005173137.tif 000008
【図７】
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