(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲径可変の音響反射面を有する反射手段と、
受聴エリアの位置又は大きさを表す受聴エリアパラメータと、音響ビームの放射方向及び幅を表す指向性パラメータと、前記音響反射面の形状を決定付ける駆動パラメータとを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記受聴エリアパラメータが入力される入力手段と、
前記入力手段に入力された受聴エリアパラメータに対応付けて前記記憶手段に記憶されている前記指向性パラメータに従って前記音響ビームを前記音響反射面に向けて放射する放音手段と、
前記入力手段に入力された受聴エリアパラメータに対応付けて前記記憶手段に記憶されている前記駆動パラメータに従って、前記音響反射面の曲径を変化させる制御手段と
を備えた音響システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホールやシアターなどの音響空間で音声や楽音などを受聴させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールやシアターなどの音響空間では、一般に、壁面や天井に複数のスピーカが分散して配置されている。これら複数のスピーカから一斉に放音することで音の集中を防止するためである。また、特定のスピーカだけから放音すれば、特定のエリアに音像を定位させることも可能となる。ただし、音響空間のサイズに応じた数のスピーカを設置しなければならないので、相当のコストを要してしまうことに加え、各々のスピーカへ配線を張り巡らせるなどの煩雑な作業をも必要とする。
【０００３】
特許文献１、２には、複数のスピーカユニットを一定方向に配列したアレイスピーカを用いた音響システムが開示されている。具体的には、アレイスピーカを天井などに設置し、このアレイスピーカから放射される音波を壁面に反射させて音像を定位させたり（特許文献１）、そのアレイスピーカを回転させてリスナから見て３６０°のあらゆる方向に音像を定位させる、といったシステムである（特許文献２）。アレイスピーカは、各スピーカユニットに供給するオーディオ信号の遅延時間を適切にコントロールすることで、指向性を有する音波（以下、音響ビームという）を所望の方向に放射することができる。よって、特許文献１に記載のシステムであっても、アレイスピーカを天井の１箇所に設置するだけで、複数方向に音響ビームを放射することができ、スピーカへの配線作業を大幅に軽減することができる。しかしながら、ホールなどの壁面では、通常は鏡面反射しか起こり得ないので、アレイスピーカと壁面との位置関係によって、その音響ビームを到達させることが可能な受聴エリアの大きさや位置が限定されてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開平９−２３３５９１号公報
【特許文献２】特開平９−２３３５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、スピーカ等の放音手段の設置に関わる不都合を解消するとともに、受聴エリアの大きさや位置が変化しても、その変化に柔軟に対処し得る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した問題を解決するため、本発明は、曲径可変の音響反射面を有する反射手段と、受聴エリアの位置又は大きさを表す受聴エリアパラメータと、音響ビームの放射方向及び幅を表す指向性パラメータと、前記音響反射面の形状を決定付ける駆動パラメータとを対応付けて記憶する記憶手段と、前記受聴エリアパラメータが入力される入力手段と、前記入力手段に入力された受聴エリアパラメータに対応付けて前記記憶手段に記憶されている前記指向性パラメータに従って前記音響ビームを前記音響反射面に向けて放射する放音手段と、前記入力手段に入力された受聴エリアパラメータに対応付けて前記記憶手段に記憶されている前記駆動パラメータに従って、前記音響反射面の曲径を変化させる制御手段とを備えた音響システムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（１）アレイスピーカの原理
本発明の実施形態の詳細に入る前に、まず、この実施形態に用いるアレイスピーカの原理について簡単に説明しておく。
図１は、２つのスピーカユニットＳＰ１，ＳＰ２によって構成されたアレイスピーカＡＳＰの電気的構成を示す図である。図１においては、スピーカユニットＳＰ１，ＳＰ２の中心軸Ｙ１，Ｙ２は平行であり、かつ、スピーカユニットＳＰ１，ＳＰ２のコーン（振動板）が中心軸Ｙ１，Ｙ２の方向に等しい位置となるように配置されているものとする。また、中心軸Ｙ１と中心軸Ｙ２との間隔を「ａ」とし、中心軸Ｙ１，Ｙ２から音波の放射方向Ｙ１１，Ｙ２２への角度（以下、放射角という）を「θ」とする。受聴エリアが十分に遠いと仮定すると、スピーカユニットＳＰ１から放射方向Ｙ１１の方向に放射された音波と、スピーカユニットＳＰ２から放射方向Ｙ２２の方向に放射された音波との行路差は、「ａ・ｓｉｎθ」となる。
【０００７】
入力端子Ｔinから入力されたオーディオ信号は２つの経路に分岐される。このうち一方の経路のオーディオ信号は遅延回路ＤＬ１を経由してスピーカユニットＳＰ1に供給され、他方の経路のオーディオ信号は遅延回路ＤＬ２を経由してスピーカユニットＳＰ2に供給される。オーディオ信号は、例えば人間の音声や楽器の演奏音といった種々の音を示す信号である。遅延回路ＤＬ１およびＤＬ２は、供給されたオーディオ信号をそれぞれ時間Ｄ１およびＤ２（Ｄ２≧Ｄ１）だけ遅延させて出力する。したがって、スピーカユニットＳＰ1から放射される音波とスピーカユニットＳＰ2から放射される音波との間には時間差（Ｄ２−Ｄ１）が生じる。
【０００８】
このような両音波の時間差のほかに、上述したように放射軸Ｙ１１と放射軸Ｙ２２との行路差があるから、音響空間Ｒのうち各音波が到達する位置（受聴点）に応じて両音波の位相関係は相違する。例えば、ある位置においては両音波が同相となって加算され、音量が２倍となる。また、他の位置においては両音波が逆相となって相殺され、音量が０となる。したがって、各々の遅延回路ＤＬ1およびＤＬ2における遅延量を適切にコントロールすれば、アレイスピーカＡＳＰから放射される音波に所望の指向性を持たせることができる。もちろん、スピーカユニットの個数がさらに多くなってもその原理は同じである。
【０００９】
なお、図１では、オーディオ信号のチャネル数を１つとしていたが、チャネル数をもっと多くしてもよい。また、各チャネルのオーディオ信号に対して適切な遅延量で遅延処理を施した後に、これら遅延処理が施されたオーディオ信号を加算して各スピーカユニットから放射すれば、チャネル別の音響ビームをそれぞれ異なる方向に放射することが可能となる。例えば、別々の楽音をそれぞれ異なる音響ビームとして放射したり、別々の言語のスピーチや映画の吹き替え音声をそれぞれ異なる音響ビームとして放射する、といったことを実現することができる。
【００１０】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（２）音響システムの全体構成
図２は、実施形態に係る音響システムの構成を示す平面図である。音響空間Ｒは、コンサートや催事が開催されるホールであり、講演や演奏・歌唱などが行われるステージＳＴと、鑑賞者（受聴者）が位置する客席ＳＥとが設けられている。客席ＳＥの後方壁面ＷＬ１の天井付近には、アレイスピーカＡＳＰが設けられている。このアレイスピーカＡＳＰは、指向性を有する音波（音響ビーム）を放射する放音手段である。また、音響空間Ｒの側壁面ＷＬ２，ＷＬ３には、音響反射装置ｒ１〜ｒ６が設けられている。これらの音響反射装置ｒ１〜ｒ６はそれぞれ音響反射面を有しており、アレイスピーカＡＳＰから放射されてくる音響ビームをその音響反射面によって音響空間Ｒ内に向けて反射する。図２において、アレイスピーカＡＳＰの位置から各々の音響反射装置ｒ１〜ｒ６の方向に伸びる矢印Ｗ１〜Ｗ６は、音響ビームを意味している。また、音響反射装置ｒ１〜ｒ６の位置から同心円上に広がる点線は、反射された音響ビームが音響空間Ｒ内を拡散しながら進行する（散乱する）様子を図示したものである。なお、側壁面ＷＬ２，ＷＬ３において、音響反射装置ｒ１〜ｒ６が設けられた箇所以外の壁面部分には、フラッターエコーを防止することなどを目的として、吸音パネルなどの音響吸音体が設けられている。
【００１１】
ここで、図３は、音響空間Ｒを後方壁面ＷＬ１の位置から見た場合の立体図である。図３に示すように、音響反射装置ｒ１〜ｒ６は、側壁面ＷＬ２，ＷＬ３の所定の高さの箇所に設けられている。アレイスピーカＡＳＰによって放射された音響ビームは、この音響反射装置ｒ１〜ｒ６によって反射させられてから客席ＳＥの受聴者に到達するので、その音像は音響反射装置ｒ１〜ｒ６の位置に定位することになる。つまり、受聴者から見れば、音響反射装置ｒ１〜ｒ６の位置にあたかもスピーカがあるかのように感じることになる。また、音響反射装置ｒ１〜ｒ６の音響反射面は、後述するように形状可変となるように構成されており、受聴エリアの位置や大きさの変化に応じて適切な形状となるように調整される。受聴エリアの位置の変化とは、例えば客席ＳＥの前方にのみ受聴者が集中している場合と、客席ＳＥの中央付近にのみ受聴者が集中している場合のような違いである。また、受聴エリアの大きさの変化とは、例えば客席ＳＥのほぼ全部に受聴者が分散している場合と、客席ＳＥの前方にのみ受聴者が集中している場合の違いである。なお、音響反射装置ｒ１〜ｒ６は全てほぼ共通の構成であるから、それぞれを区別して説明する必要がない場合には、「音響反射装置ｒ」と総称する。これは音響ビームＷ１〜Ｗ６についても同様である。
【００１２】
図４は、アレイスピーカＡＳＰとその周辺装置の電気的構成を示すブロック図である。アレイスピーカＡＳＰは、水平方向に一列に配列された８個のスピーカユニットＳＰ１〜ＳＰ８によって構成されている。メイン制御部ＣＵは、ＣＰＵや、記憶手段としてのメモリｍを備えている。このメイン制御部ＣＵから入力端子Ｔinに供給されたオーディオ信号は、遅延回路ＤＬ１〜ＤＬ８およびレベル制御回路Ｗ１〜Ｗ８を介してスピーカユニットＳＰ１〜ＳＰ８に供給される。遅延回路ＤＬ１〜ＤＬ８は、入力されたオーディオ信号の遅延処理を行う。レベル制御回路Ｗ１〜Ｗ８は、入力されたオーディオ信号のレベルを減衰ないし増幅する。遅延回路ＤＬ１〜ＤＬ８およびレベル制御回路Ｗ１〜Ｗ８の動作パラメータは、メイン制御部ＣＵから供給される制御信号によって指定される。ユーザインタフェース部ＵＩは、各種スイッチやキーからなる操作部と、液晶ディスプレイなどの表示部とを備えている。オペレータは、表示部に表示された情報を参照しながら操作部を操作することにより、メイン制御部ＣＵに対して各種の指示を与えることができるようになっている。
【００１３】
（３）音響反射装置と受聴エリアとの関係
図５は、側壁面ＷＬに設けられた１つの音響反射装置ｒが音響ビームＷを反射する様子を示した平面図である。図５では、音響ビームＷを１７本の音束の集合として表現しており、音響ビームＷの中心軸を放射中心軸ＷＯとしている。音響反射装置ｒの音響反射面ｒｓ（以下、単に反射面ｒｓという）は、図中の点線及び実線で示した楕円Ｅの一部分（実線部分）に相当する形状をなしている。楕円の焦点Ｆ，Ｆ１を通る直線と、音響ビームＷの放射中心軸ＷＯとは一致している。つまり、音響ビームＷの放射中心軸ＷＯを中心として反射面ｒｓの形状（楕円Ｅ）は対称である。図５に示す１７本の音束のうち、放射中心軸ＷＯに近い音束ほど、アレイスピーカＡＳＰに近づく方向に反射し、放射中心軸ＷＯに遠い音束ほど、アレイスピーカＡＳＰから遠ざかる方向に反射する。図５に示した反射面ｒｓの場合、上述したように、反射面ｒｓは放射中心軸ＷＯを中心として対称の形状であるから、反射面ｒｓによって反射された音響ビームは特定の方向に片寄ることなく、音響空間Ｒ内のあらゆる方向に進行することになる。つまり、音響ビームＷは音響反射装置ｒによって音響空間Ｒに均等に拡散させられる。これに対し、音響ビームＷの放射中心軸ＷＯを中心として反射面ｒｓの形状が対称ではない場合には、反射した音響ビームＷが音響空間Ｒに均等に拡散するわけではなく、ある特定の方向にいくぶん偏って反射することになる。このように、反射面ｒｓの形状には、音響ビームＷの放射中心軸ＷＯを中心として対称なものと、対称でないものとの２種類がある。音響ビームＷを音響反射装置ｒで音響空間Ｒに均等に拡散させたいような場合には、前者の反射面ｒｓを用いることが望ましいし、そのような均等な拡散を望んでいなければ、後者の反射面ｒｓを用いればよい。
【００１４】
本実施形態に係る音響システムは、受聴エリアの位置や大きさが変化したとしても、その受聴エリアに対し、音響反射装置ｒで反射した音響ビームＷを到達させることができる。具体的には、（i）音響ビームＷの幅及び放射方向を変化させることで受聴エリアの変
化に対応する方法と、（ii）音響反射装置ｒの反射面ｒｓの形状を変化させることで受聴
エリアの変化に対応する方法とがある。
【００１５】
まず、（i）の方法について説明する。
アレイスピーカＡＳＰにおいては、各スピーカユニットＳＰ１〜ＳＰ８における遅延量をコントロールすることで、音響ビームＷの放射方向を変えたり、音響ビームＷの幅を変えることができる。ここで、音響ビームの幅とは、音響ビームの進行方向（放射方向）に直交する方向における、その音響ビームの太さを意味する。つまり、音響ビームＷの幅を小さくすることは指向性を強めることに相当し、音響ビームＷの幅を大きくすることは指向性を弱めることに相当する。図６〜８は、受聴エリアの位置の変化に対応するべく、音響ビームＷの放射方向を変化させた様子を示した図である。図６に示すように、反射面ｒｓのうち、アレイスピーカＡＳＰ側に比較的近い位置にある反射面ｒｐ１に向けて音響ビームＷを放射すると、その音響ビームＷはアレイスピーカＡＳＰに近づく方向に反射することになる。従って、音響反射装置ｒよりも後方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームＷを到達させることができる。
なお、図６において、「前方」とはステージＳＴに近づく方向であり、「後方」とはステージＳＴから遠ざかる方向（後方壁面ＷＬ１に近づく方向）を意味している（以降の説明において同じ）。
【００１６】
一方、図７に示すように、反射面ｒｓのうち、アレイスピーカＡＳＰから比較的遠い位置にある反射面ｒｐ２に向けて音響ビームＷを放射すると、その音響ビームＷはアレイスピーカＡＳＰから遠ざかる方向に反射することになる。従って、音響反射装置ｒよりも前方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームＷを到達させることができる。そして、図８に示すように、反射面ｒｓのうち、図６の反射面ｒｐ１と図７の反射面ｒｐ２の中間に位置する反射面ｒｐ３に向けて音響ビームＷを放射すると、その受聴エリアＬＡの位置も、図６の受聴エリアと図８の受聴エリアの中間付近となる。すなわち、音響反射装置ｒのほぼ側方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームＷを到達させることができる。
【００１７】
さらに、前述した図５と図６とを比較すると理解できるように、放射中心軸ＷＯの反射面ｒｓ上の位置がほぼ同じであっても、音響ビームＷの幅ｗｄを大きくすると（図５の場合）、反射した音響ビームＷはより広い方向に進行することなる。つまり、反射による音響ビームＷの拡散効果が大きくなり、受聴エリアＬＡを大きくすることができる。逆に音響ビームＷの幅ｗｄを小さくすると（図６の場合）、その音響ビームＷが反射する方向はある一定の方向に限られるので、受聴エリアＬＡは小さくなる。
【００１８】
以上のような方法（i）を実現するため、メイン制御部ＣＵは、受聴エリアＬＡの位置
及び大きさを示す受聴エリアパラメータと、音響ビームの放射方向または幅を示す指向性パラメータとを予め対応付けてメモリｍに記憶している。受聴エリアパラメータは、例えば、音響空間Ｒを上方からＸＹ平面として見たときの、受聴エリアの外縁を表すｘｙ座標値などである。また、指向性パラメータは、例えば音響ビームＷが所望の放射方向または幅となるような、各スピーカユニットＳＰ１〜ＳＰ８における遅延量である。メイン制御部ＣＵは、受聴エリアパラメータが入力されると、この受聴エリアパラメータに対応付けて記憶されている指向性パラメータに従ってアレイスピーカＡＳＰを制御し、音響ビームＷの放射方向または幅を変化させる。
【００１９】
次に、（ii）の方法、つまり、反射面ｒｓの形状を変えて受聴エリアの変化に対応する
方法について説明する。
図９に示すように、反射面ｒｓの曲径が比較的大きい場合には、音響ビームＷの大部分がアレイスピーカＡＳＰから遠ざかる方向に反射することになる。つまり、平面状の壁面で起こる鏡面反射に近い反射現象が起きていることになる。この場合には、図９に示すように、音響反射装置ｒよりも前方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームＷを到達させることができる。なお、この図９及び後述の図１０、１１においては、反射面ｒｓの形状が音響ビームＷの放射中心軸ＷＯを中心として対称ではない場合を想定している。次に、図１０に示すように、反射面ｒｓの曲径を図９の場合よりも小さくすると、反射される音響ビームＷの方向にあまり偏りがない状態となる。つまり、音響反射装置ｒの位置から見て、前方から後方にかけての比較的広い受聴エリアＬＡに音響ビームを到達させることができる。また、図１１に示すように、反射面ｒｓの曲径をさらに小さくすると、音響ビームＷは概ねアレイスピーカＡＳＰに近づく方向に反射することになる。従って、音響反射装置ｒよりも後方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームＷを到達させることが可能となる。
【００２０】
以上のような方法（ii）を実現するため、メイン制御部ＣＵは、前述した受聴エリアパ
ラメータと、反射面ｒｓの形状を決定付ける駆動パラメータとを予め対応付けてメモリｍに記憶している。駆動パラメータの内容については具体的には後述するが、反射面ｒｓの形状を変化させるために各種の駆動手段に与えるパラメータであればよい。メイン制御部ＣＵは、受聴エリアパラメータが入力されると、この受聴エリアパラメータに対応付けて記憶されている駆動パラメータに従って、反射面ｒｓの形状を変化させる。
【００２１】
以上が方法（i）及び（ii）の内容である。説明に用いた図６〜１１は反射の様子の一
例を表したものであった。実際には、受聴エリアＬＡの位置や大きさに合わせて、音響ビームＷの放射方向または幅を変化させつつ、反射面ｒｓの形状を変化させるなど、放射方向または幅と反射面の形状とを同時に変化させて、受聴エリアＬＡの変化に対応するようにしてもよい。
【００２２】
（４）音響反射装置の構成
次に、音響反射装置ｒの構成について、幾つかの具体例を挙げながら説明する。
図１２に示す音響反射装置ｒは、反射面ｒｓの内部に複数の袋状部材を内蔵しており、各々の袋状部材に注入する気体の量を調整して、反射面ｒｓの形状を変化させるというものである。反射面ｒｓは、弾性を有する素材によって形成されており、その端部は側壁面ＷＬに接着ないし所定の固定具によって固定されている。反射面ｒｓの内部には、弾性を有する複数の袋状部材２２ａ〜２２ｅが設けられている。袋状部材２２ａ〜２２ｅの開放端にはそれぞれ弁２３ａ〜２３ｅが設けられており、これらの弁２３ａ〜２３ｅを介して管２４に連結されている。管２４はポンプ２５に連結されており、空気（Ａｉｒ）などの気体がポンプ２５から管２４を介して袋状部材２２ａ〜２２ｅに供給される。管２４とポンプ２５は、袋状部材２２ａ〜２２ｅの各々に気体を注入する注入機構である。また、メイン制御部ＣＵと弁２３ａ〜２３ｅは、各々の袋状部材２２ａ〜２２ｅに注入される気体の量を調整する役割を担う。
【００２３】
より具体的には、メイン制御部ＣＵは、音響反射装置ｒの位置と、受聴エリアＬＡの位置及び大きさの関係から、最適の反射面ｒｓの形状を計算し、その形状となるような気体注入量を決定する。そして、メイン制御部ＣＵは、ポンプ２５の駆動時間や各々の弁２３ａ〜２３ｅの開閉タイミングを指定する駆動パラメータをポンプ２５や弁２３ａ〜２３ｅに出力する。このようにして各々の袋状部材２２ａ〜２２ｅに注入される気体の量を調整することで、反射面ｒｓの形状を所望の形状に変化させることができる。例えば図１２に示すように、反射面ｒｓを全体として図中左側の方向に寝かせるような形状にする場合、図中右側の袋状部材２２ａ，２２ｂに比較的多くの気体を注入し、図中左側の袋状部材２２ｄ，２２ｅに比較的少ない量の気体を注入すればよい。このようにすれば、袋状部材２２ｄ，２２ｅは、袋状部材２２ａ，２２ｂから圧力によって潰れたような形状となるので、反射面ｒｓの全体を左側に寝かせたような形状にすることが可能となる。
【００２４】
次に、図１３に示す音響反射装置ｒは、図１２と同じく気体の注入によって反射面ｒｓの形状を変化させるものであるが、図１２よりも構造を簡易にしたものである。反射面ｒｓは弾性を有した素材によって形成されており、その端部は側壁面ＷＬに接着或いは所定の固定具によって固定されている。側壁面ＷＬに開けられた孔３４には弁３１が設けられており、その弁３１を介して管３２に連結されている。管３２はポンプ３３に連結されており、空気（Ａｉｒ）などの気体がポンプ３３から管３２を介して反射面ｒｓ内部に供給される。管３２とポンプ３３は、反射面ｒｓの内部に気体を注入する注入機構である。また、メイン制御部ＣＵと弁３１は注入される気体の量を調整する役割を担う。より具体的には、メイン制御部ＣＵは、音響反射装置ｒの位置と、受聴エリアＬＡの位置及び大きさとの関係から、最適の反射面ｒｓの形状を計算し、その形状となるような気体注入量を決定する。そして、メイン制御部ＣＵは、ポンプ３３の駆動時間や弁３１の開閉タイミングを指定する駆動パラメータをポンプ３３や弁３１に出力する。例えば気体の注入量を少なくすれば、反射面ｒｓの形状は、図１３の実線に示すように、曲径が比較的大きい湾曲形状となる。一方、気体の注入量を多くすれば、反射面ｒｓの形状は図１３の点線に示すように、曲径が比較的小さい湾曲形状となる。
【００２５】
次に、図１４に示す音響反射装置ｒは、可撓性を有する素材によって形成された反射面ｒｓに力を加えて撓ませることで、その反射面ｒｓの形状を変化させるものである。図１４において、反射面ｒｓの一端は、側壁面ＷＬに固定されている。また、他端は、ガイドレール４１に沿って矢印Ｘ方向に移動可能な移動部材４２に固定されている。移動部材４２はモータ４３の駆動によってガイドレール４１上の任意の位置に固定される。ガイドレール４１と移動部材４２とモータ４３は、反射面ｒｓを撓ませる駆動機構である。そして、メイン制御部ＣＵは撓み量を調整する役割を担う。より具体的には、メイン制御部ＣＵは、音響反射装置ｒの位置と、受聴エリアＬＡの位置及び大きさとの関係から、最適の反射面ｒｓの形状を計算し、その形状となるような移動部材４２の位置を求める。そして、メイン制御部ＣＵは、モータ４３に対し駆動時間を指定する駆動パラメータを出力する。例えば移動部材４２を図中左側に移動させると、反射面ｒｓの形状は、図１４の実線に示すように、曲径が比較的小さい湾曲形状となる。一方、移動部材４２を図中右側に移動させると、反射面ｒｓの形状は図１４の点線に示すように、曲径が比較的大きい湾曲形状となる。
【００２６】
（５）動作例
次に、具体的な動作例を説明する。
図１５及び図１６は、ユーザインタフェース部ＵＩの表示部に表示される画面の一例を示す図である。指定席制の場合には、どの席に受聴者が居るかという情報（つまり前述した受聴エリアパラメータに相当する情報）を予め把握しておくことができるので、オペレータはユーザインタフェース部ＵＩに対し、その受聴エリアパラメータを入力しておけばよい。つまり、ユーザインタフェース部ＵＩは、受聴エリアパラメータが入力される入力手段として機能する。メイン制御部ＣＵは、入力された受聴エリアパラメータの内容に応じて、着席・空席の状況を表示部に表示させる。図１５及び図１６において、各々のマス目（席）の中に「○」が記述されている場合には、その席に受聴者が居ることを意味しており、何も記述されていない場合には、その席に受聴者が居ないこと（つまり空席であること）を意味している。例えば図１５は、客席ＳＥのほぼ全域に受聴者がいる様子を表している。よって、この場合の受聴エリアＬＡは斜線を施したエリアとなる。受聴エリアＬＡが図１５に示したような位置と大きさの場合、各々の音響反射装置ｒ１〜ｒ６からは図１７に示すようにして音響ビームＷが反射されることが望ましい。なお、図面が煩雑になるのを避けるため、音響反射装置ｒ１〜ｒ３によって反射される音響ビームの図示は省略している。
【００２７】
そのため、例えば音響反射装置ｒ４は、前述した図７または図９に示したようにアレイスピーカＡＳＰから遠ざかる方向で、かつ、比較的広いエリアに向けて音響ビームＷを反射する。この場合、音響ビームＷの放射方向または幅を変化させて上記のような反射現象を実現してもよいし、反射面ｒｓの形状を変化させて上記のような反射現象を実現してもよい。また、音響反射装置ｒ５は、前述した図８または図１０に示したように、自身の側方であって、かつ、比較的広いエリアに向けて音響ビームＷを反射する。この場合も、音響ビームＷの放射方向または幅を変化させてもよいし、反射面ｒｓの形状を変化させてもよい。そして、音響反射装置ｒ６は、前述した図６または図１１に示したように、アレイスピーカＡＳＰに近づく方向であって、かつ、比較的広いエリアに向けて音響ビームを反射する。もちろん、この場合も、音響ビームＷの放射方向または幅を変化させてもよいし、反射面ｒｓの形状を変化させてもよい。
【００２８】
図１５の例に対して、図１６は、客席ＳＥの前方部分にのみ受聴者がいる場合を表している。受聴エリアＬＡが図１６に示したような位置と大きさの場合、各々の音響反射装置ｒ１〜ｒ６からは図１８に示すようにして音響ビームＷが反射されることが望ましい。なお、図１８においても図１７と同様の理由で、音響反射装置ｒ１〜ｒ３によって反射される音響ビームの図示は省略している。
【００２９】
そのため、例えば音響反射装置ｒ４、ｒ５は、前述した図７または図９に示したようにアレイスピーカＡＳＰから遠ざかる方向であって、かつ、比較的狭いエリアに向けて音響ビームＷを反射する。また、音響反射装置ｒ６は、前述した図８または図１０に示したようにアレイスピーカＡＳＰに近づく方向であって、かつ、比較的狭いエリアに向けて音響ビームを反射する。音響反射装置ｒ４〜ｒ６のいずれも、音響ビームＷの放射方向または幅を変化させることで上記のような反射現象を実現してもよいし、反射面ｒｓの形状を変化させて上記のような反射現象を実現してもよい。
【００３０】
以上説明した実施形態によれば、受聴者は、音響反射装置ｒ１〜ｒ６から反射されてくる音を聞くことになるから、その音響反射装置ｒ１〜ｒ６の位置にあたかもスピーカがあるかの如く感じることになる。つまり、音響反射装置ｒ１〜ｒ６は、いわゆるバーチャルスピーカ（仮想音源）としての役割を担うことになる。このようにすれば、複数のスピーカを音響空間の天井や壁面に分散して配置する必要がないから、従来のようなスピーカへの配線作業を省くことができる。また、音響ビームＷの幅及び放射方向や、反射面ｒｓの形状を変化させることで、受聴エリアの位置や大きさの変化に柔軟に対応することができる。また、受聴者に到達した後の音響ビームは側壁面ＷＬ２，ＷＬ３の音響吸音体によって吸音されるので、さらなる再反射によって引き起こされる問題を懸念する必要はない。
【００３１】
上述した実施形態は次のように変化し得る。
実施形態にかかる音響システムが適用される音響空間は、例えば教会、オペラハウス、会議室、或いはシンクロナイズドスイミングやフィギュアスケート等の競技会場など、屋外屋内を問わず、あらゆる施設に適用することが可能である。屋外に適用する場合には、専用のポールや柱などにアレイスピーカや音響反射装置を設置すればよい。また、天井から吊したり空中に浮いた風船に設置するようにしてもよい。また、実施形態では１列構成のアレイスピーカについて説明したが、これに限らず、例えばｍ個のスピーカユニットをｎ列構成として合計ｍ×ｎ個のスピーカユニットによってアレイスピーカを構成するようにしてもよい。また、受聴エリアの変化に対し、音響反射装置の反射面のみを変化させて対応する場合には、必ずしも、アレイスピーカを使用する必要はなく、その音響反射面に向かう指向性音波を放射する指向性スピーカであれば代用可能である。
【００３２】
音響反射装置は、実施形態で説明したものに限らず、音響反射面の形状を可変とするものであればよい。図１９〜図２１は、それぞれ反射面を有する複数の部材の向きを変えることで、音響反射面としての全体的形状を変化させるタイプの装置である。この音響反射装置ｒは、複数の湾曲形状の板部材（図１９〜図２１では４つの板部材ｆ１〜ｆ４）と、モータ５１とを備えている。各々の板部材ｆ１〜ｆ４の一端は壁面ＷＬに回動可能に取り付けられている。メイン制御部ＣＵが、モータ５１に駆動パラメータを与えて駆動することにより、板部材ｆ１〜ｆ４は壁面ＷＬに近い一端を中心として回動する。つまり、モータ５１は板部材を撓ませる駆動機構であり、メイン制御部ＣＵは撓み量を調整する役割を担う。図１９に示すように、板部材ｆ１〜ｆ４が壁面ＷＬから立ち上がっている場合には、音響ビームＷの大部分がアレイスピーカＡＳＰに近づく方向に反射する。従って、音響反射装置ｒより後方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームＷを到達させることが可能となる。一方、図２０に示すように、板部材ｆ１〜ｆ４が壁面ＷＬの方向に寝ている場合（板部材ｆ１〜ｆ４が壁面ＷＬに近づいている場合）には、音響ビームＷの大部分がアレイスピーカＡＳＰから遠ざかる方向に反射する。つまり、平面状の壁面で起こる鏡面反射に近い反射現象が起きていることになる。この場合には、音響反射装置ｒより前方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームＷを到達させることができる。そして、図２１に示すように、板部材ｆ１〜ｆ４の向きを図１９と図２０の中間程度とすると、反射される音響ビームＷの方向にあまり偏りがない状態となる。つまり、音響反射装置ｒの側方に位置する受聴エリアＬＡに音響ビームを到達させることができる。
なお、受聴エリアの変化に対し、音響ビームの放射方向または幅のみを変化させて対応する場合には、音響反射面の形状を可変にする必要はない。
【００３３】
音響反射装置の音響反射面は、実施形態で説明した凸面に限らず、凹面でもよい。凸面の音響反射面とは、反射面の中央部分が反射面の端部よりもアレイスピーカに対して突起した形状であり、凹面の音響反射面とは、反射面の中央部分が反射面の端部よりもアレイスピーカに対してへこんだ形状である。音響ビームＷを凸面の音響反射面で反射した場合には、反射後の音響ビームＷが音響空間内を拡散しながら進行する。これとは逆に、音響ビームＷを凹面の音響反射面で反射した場合には、音響ビームＷが収束しながら音響空間内を進行していく。凹面の音響反射面は、受聴エリアが極めて狭い場合に用いると便利である。
【００３４】
また、１つの音響反射面を、凹面と凸面で構成するようにしてもよい。例えば、図２２に示すように、曲径ｒｍが比較的大きいの湾曲面（凸面）に、その曲径よりも小さい径の凸部又は凹部を形成する。一般に、湾曲面の曲径が大きいほど低音域の音波を反射し、湾曲面の曲径が小さいほど高音域の音波を反射する。従って、曲径ｒｍの湾曲面全体では主として低音域から中音域の音波が反射され、径の小さい凸部又は凹部では主として高音域の音波が反射される。また、図２２に示すように、音響反射面の断面形状を、曲径ｒｍが徐々に変化するような３次円とすると、より大きい曲径ｒｍの湾曲面では低音域の音波が反射され、より小さい曲径ｒｍの湾曲面では中音域の音波が反射されることになる。従って、どの帯域の音波を主に反射させたいかということに応じて、上記のような原理に従い、音響反射面の形状を設計すればよい。
また、音響反射面の形状は、楕円に限らず、双曲線であってもよいし、放物線であってもよい。さらに、音響反射面は、図３に例示したような鉛直方向に延びる柱状のものに限らず、例えば、半球状のものであってもよい。半球状の音響反射面を用いると、音響反射装置の下方に向けて音響ビームＷを反射しやすくなる。
【００３５】
上述した実施形態は、ユーザインタフェース部ＵＩに受聴エリアを入力すると、その受聴エリアパラメータに対応付けて記憶されている指向性パラメータ或いは駆動パラメータに応じて、音響ビームの放射方向や幅、または、音響反射面の形状が変化させるものであった。しかし、これに限らず、オペレータがユーザインタフェース部ＵＩに直接的に指向性パラメータ或いは駆動パラメータを入力するようにしてもよい。この場合、音響空間内の反射される音響ビームを実際に試聴しながら、適切な指向性パラメータ或いは駆動パラメータを定めることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】アレイスピーカが指向性音波を放射するための原理を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る音響システムの全体構成を示す模式図である。
【図３】同実施形態に係る音響システムが適用された音響空間を示す斜視図である。
【図４】同システムにおけるアレイスピーカとその周辺装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】音響ビームが音響反射面で反射される様子を示す図である。
【図６】音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図７】音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図８】音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図９】音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図１０】音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図１１】音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図１２】音響反射装置の構成を示す図である。
【図１３】音響反射装置の構成を示す図である。
【図１４】音響反射装置の構成を示す図である。
【図１５】ユーザインタフェース部の表示部に表示される画面を例示する図である。
【図１６】ユーザインタフェース部の表示部に表示される画面を例示する図である。
【図１７】各音響反射装置によって反射された音響ビームが到達する範囲を示す図である。
【図１８】各音響反射装置によって反射された音響ビームが到達する範囲を示す図である。
【図１９】変形例における音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図２０】変形例における音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図２１】変形例における音響反射装置と受聴エリアとの関係を示す図である。
【図２２】変形例における音響反射装置の反射面の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｒ・・・音響空間、ＡＳＰ・・・アレイスピーカ、ＳＰ１〜ＳＰ８・・・スピーカユニット、Ｗ１〜Ｗ８・・・レベル制御回路、ＤＬ１〜ＤＬ８・・・遅延回路、ＣＵ・・・メイン制御部、ＵＩ・・・ユーザインタフェース部、ｒ１〜ｒ６・・・音響反射装置、Ｗ１〜Ｗ６・・・音響ビーム、ｒｓ・・・音響反射面、ＬＡ・・・受聴エリア。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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