(57)【要約】      （修正有）【課題】スピーカの指向性を適切に制御可能な電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１は、リング状の保持体３と、保持体３に配置された音出力部３０−１〜３０−８と、各音出力部に出力する信号を制御して、複数の音出力部の指向性を制御する制御部とを備える。制御部は、さらに周囲の対象物を検知する検知部を備え、また、保持体はリング状から紐状に変形可能である。【選択図】図３
2017118376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状の保持体と、
前記保持体に配置された複数の音出力部と、
前記音出力部に出力する信号を制御して、前記複数の音出力部の指向性を制御する制御部と
を備える電子機器。
【請求項２】
周囲の対象物を検知する検知部をさらに備え、
前記制御部は、前記検知部による検知結果に基づいて、前記音出力部に出力する信号を制御する、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記保持体は、リング状から紐状に変形可能である、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記音出力部は、前記紐状の保持体の延在方向、又は、該延在方向に垂直な方向に移動可能である、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記音出力部は、前記リング状の保持体の外周の接線方向を軸として回動し、前記音出力部の軸の向きを変更可能である、請求項１乃至４いずれか一項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記制御部は、前記音出力部に出力する信号を制御する複数のフィルタを備える、請求項１乃至５いずれか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向性を制御して音を出力する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器のスピーカから出力される音声を、端末のユーザ以外に漏らさないように、イヤホンが用いられる（例えば、特許文献１参照）。あるいは、平面波スピーカ、又はパラメトリックスピーカなど、狭指向性を有するスピーカが用いられる（例えば、特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２０００４５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６５８６２号公報
【特許文献３】特開２００４−３４９８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、イヤホンを用いる場合、耳に取り付けたり取り外したりするのが煩わしく、不使用時の収納にも困るため、利便性に欠ける。
【０００５】
また、平面波スピーカから出力される音波は、平面波で伝播するため音圧レベルの距離減衰が小さく、壁などに反射することがある。また、パラメトリックスピーカから出力される音波も音圧レベルの距離減衰が小さく、平面波スピーカと同様に、壁などに反射することがある。その結果、平面波スピーカ、又はパラメトリックスピーカなどの狭指向性を有するスピーカを用いても電子機器のユーザ以外に音声が漏れることがある。
【０００６】
そこで本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、スピーカの指向性を適切に制御可能な電子機器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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明に係る電子機器は、
リング状の保持体と、
前記保持体に配置された複数の音出力部と、
前記音出力部に出力する信号を制御して、前記複数の音出力部の指向性を制御する制御部と
を備える。
【０００８】
また、好ましくは、周囲の対象物を検知する検知部をさらに備え、前記制御部は、前記検知部による検知結果に基づいて、前記音出力部に出力する信号を制御する。
【０００９】
また、好ましくは、前記保持体は、リング状から紐状に変形可能である。
【００１０】
また、好ましくは、前記音出力部は、前記紐状の保持体の延在方向、又は、該延在方向に垂直な方向に移動可能である。
【００１１】
また、好ましくは、前記音出力部は、前記リング状の保持体の外周の接線方向を軸として回動し、前記音出力部の軸の向きを変更可能である。
【００１２】
また、好ましくは、前記制御部は、前記音出力部に出力する信号を制御する複数のフィルタを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スピーカの指向性を適切に制御可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る電子機器の概略構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】出力部の構成及びスピーカとの接続の一例を示すブロック図である。
【図３】電子機器の一例を示す図である。
【図４】電子機器の一例を示す図である。
【図５】１個の主スピーカを備えるスピーカの指向特性図の一例である。
【図６】１個の主スピーカと２個の副スピーカとを備えるスピーカの指向特性図の一例である。
【図７】スピーカの制御点の配置の一例である。
【図８】スピーカの出力の指向性を制御する方法を示すフローチャートである。
【図９】ユーザが電子機器を使用する態様の一例である。
【図１０】電子機器が超音波センサを用いて対象物を検知する構成の例である。
【図１１】材質ごとの音波の反射係数の周波数特性の一例を示すグラフである。
【図１２】電子機器を壁の近傍で使用している場合の例である。
【図１３】電子機器が赤外線センサを用いて対象物を検知する構成の例である。
【図１４】電子機器がカメラを用いて対象物を検知する構成の例である。
【図１５】図３に示される電子機器にさらにカメラ４６が備えられた構成である。
【図１６】人間の顔の特徴点の抽出処理の一例である。
【図１７】スピーカと耳との距離、スピーカから出力される音圧レベルの時間変化の一例を示すグラフである。
【図１８】スピーカが紐状の保持体に配置された電子機器の例である。
【図１９】スピーカがリング状の保持体に配置された電子機器の例である。
【図２０】図１９に示される電子機器への変形方法の例である。
【図２１】図１８又は図１９に示される電子機器を使用する態様の例である。
【図２２】２人のユーザが同時に認識された場合のスピーカの指向性を示す例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施形態）
以下、一実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
【００１６】
［機器構成］
図１は、本実施形態に係る電子機器１の概略構成例を示す機能ブロック図である。電子機器１は、制御部としてのコントローラ１０と、音出力部としてのスピーカ３０と、検知部４０とを備える。
【００１７】
コントローラ１０は、記憶部１２と取得部１４と出力部２０とを備える。コントローラ１０は、アプリケーションソフトウェアを実行可能なプロセッサまたはマイコン等により構成することができる。また、コントローラ１０は、電子機器１を動作させるために必要な各機能部および要素の制御および管理を行う。
【００１８】
記憶部１２は、半導体メモリ等で構成することができ、各種情報、又は電子機器１を動作させるためのプログラム等が格納される。また記憶部１２は、コントローラ１０のワーキングメモリとして用いられる。また記憶部１２は、スピーカ３０へ出力される音声データを格納する。音声データは、例えば、楽曲の再生データであったり、視聴しているビデオ映像の音声データであったり、電子機器１を通話に用いる際の相手方の音声データであったりするが、これらに限られるものではない。
【００１９】
取得部１４は、検知部４０からデータを取得する。検知部４０から取得するデータについては後述する。また、取得部１４は、電子機器１に接続される他の機器からデータを取得する。他の機器から取得するデータは、例えば、上述の音声データであるが、これに限られない。コントローラ１０は、取得部１４が取得したデータを用いて種々の制御を行う。また、コントローラ１０は、取得部１４が取得したデータを記憶部１２に格納して用いてもよい。
【００２０】
出力部２０は、記憶部１２に格納された音声データ、又は、取得部１４により取得された音声データに基づいて、スピーカ３０で再生可能な音声信号を生成し、該音声信号をスピーカ３０へ出力する。
【００２１】
なお、記憶部１２は、図１においてコントローラ１０の内部に備えられているが、コントローラ１０の外部に別個の記憶装置として備えられてもよい。また、取得部１４及び出力部２０についても、記憶部１２と同様に、コントローラ１０の外部に別個の装置として備えられてもよい。
【００２２】
電子機器１は、複数のスピーカ３０を備える。本実施形態において、電子機器１は、Ｎ個のスピーカ３０−１〜３０−Ｎ（Ｎ：２以上の自然数）を備える。以下、スピーカ３０−１〜３０−Ｎを区別する必要がない場合は、まとめてスピーカ３０という。スピーカ３０は、コントローラ１０の出力部２０に接続され、出力部２０から出力された音声信号に応じて振動板を振動させることにより、音波を出力する。
【００２３】
本実施形態における各スピーカ３０は、スピーカ軸を有するものとする。スピーカ軸は、スピーカ３０の中心を通り、スピーカ３０の正面方向に向かう軸である。以下、スピーカ軸のことを、スピーカの軸、又は、単に軸ともいう。なお説明の便宜上、スピーカ３０はスピーカ軸を有するものとするが、本実施形態に係る電子機器１は、スピーカ軸が定義されないようなスピーカ３０を備えてもよい。
【００２４】
図２は、出力部２０の構成、及び、出力部２０とスピーカ３０との接続の一例を示すブロック図である。出力部２０は、スピーカ３０の個数に合わせてＮ個設けられる。以下、これらＮ個の出力部２０をそれぞれ区別する必要がある際には、出力部２０−１〜２０−Ｎという。スピーカ３０−１〜３０−Ｎはそれぞれ、出力部２０−１〜２０−Ｎに接続される。出力部２０−１〜２０−Ｎは別個の回路又はユニットとして実装されてもよいし、多チャンネルの信号処理を行う１つ若しくは複数の回路又はユニットとして実装されてもよい。
【００２５】
出力部２０−ｉ（ｉ：Ｎ以下の自然数）は、フィルタ２２−ｉと、Ｄ／Ａ変換器２４−ｉと、アンプ２６−ｉとを備える。以下、フィルタ２２−１〜２２−Ｎ、Ｄ／Ａ変換器２４−１〜２４−Ｎ、及びアンプ２６−１〜２６−Ｎをそれぞれ区別する必要がない場合、まとめてフィルタ２２、Ｄ／Ａ変換器２４、及びアンプ２６という。
【００２６】
フィルタ２２は、入力された音声データをフィルタ伝達関数に基づいて音声信号に変換し、変換された音声信号を出力する。フィルタ伝達関数は、各フィルタ２２が有するものであり、フィルタ２２−ｉが有するフィルタ伝達関数をＨiと表す（ｉ：Ｎ以下の自然数）。本実施形態において、フィルタ２２へ入出力される音声信号はデジタル信号であるが、これに限られず、アナログ信号であってもよい。
【００２７】
Ｄ／Ａ変換器２４は、フィルタ２２から出力されたデジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換する。フィルタ２２から出力される音声信号がアナログ信号である場合、Ｄ／Ａ変換器２４は備えられなくともよい。
【００２８】
アンプ２６は、Ｄ／Ａ変換器２４又はフィルタ２２から出力されたアナログの音声信号を増幅し、増幅した音声信号をスピーカ３０に出力する。
【００２９】
フィルタ２２とＤ／Ａ変換器２４とアンプ２６とは、別個の回路又はチップとして実装されてもよいし、まとめて１つの回路又はチップとして実装されてもよい。
【００３０】
検知部４０は、電子機器１の周囲状況を検知する。検知部４０は、周囲状況の検知結果をコントローラ１０に出力する。検知部４０は、例えば、画像を撮像する撮像部としてのカメラ４６（図１４参照）を含む。カメラ４６は、電子機器１の周囲を撮像（以下、撮影ともいう）し、撮影した画像をコントローラ１０に出力する。この場合、コントローラ１０は、カメラ４６から取得した画像を処理・解析することによって、電子機器１の周囲状況を検知することができる。
【００３１】
また検知部４０は、例えば、超音波センサ４２（図１０参照）、赤外線センサ４４（図１３参照）などの各種センサやマイクを含む。これらのセンサやマイクは、電子機器１の周囲にある対象物までの距離、対象物の大きさなどを測定（検知）し、測定結果（検知結果）をコントローラ１０に出力する。この場合、コントローラ１０は、検知部４０から取得した測定結果（検知結果）を処理・解析することによって、電子機器１の周囲状況を検知することができる。
【００３２】
図３は、電子機器１の一例を示す図である。図３（ａ）は電子機器１の平面図であり、図３（ｂ）は電子機器１の正面図である。図３に示される電子機器１は、リング状の保持体３を備え、複数のスピーカ３０−１〜３０−８がリング状の保持体３に配置されている。各スピーカ３０は、保持体３の周方向に４５°ごとに等間隔で８個配置されている。また、各スピーカ３０の軸の向きは、リング状に保持体３の放射方向である。スピーカ３０の個数は８個に限られるものではなく、７個以下であったり９個以上であったりしてもよい。また、スピーカ３０の配置はこのようなものに限られず、例えば、等間隔に配置されなくともよい。また、各スピーカ３０は好適には、それぞれの軸が互いに異なる向きとなるように配設される。
【００３３】
ここで、リング状の保持体３は、図３に示されるように保持体３の外周形状が円形状を含む場合に限定されない。例えば、リング状の保持体３は、リング状の保持体３の外周形状が、楕円形状、三角形形状や四角形形状等の任意の多角形形状その他任意の形の形状又はこれらの形状の任意の組み合わせの外周形状であっても良い。また、リング状の保持体３は、例えばＣの形に例示されるように、上記各種の外周形状において、少なくとも一つ以上の開端部があっても良い。ここで、この開端部とは、例えば図３に示されるように保持体３の外周形状において、外周が欠落している部分をいう。
【００３４】
図４は、保持体３にさらに表示部５を備える電子機器１の一例を示す図である。表示部５は、液晶ディスプレイ、又は有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスを備える。また表示部５は、さらにタッチセンサを備えて、タッチパネルとして機能してもよい。また、表示部５は、内部に表示部６全体の動作を制御するＣＰＵや、プログラムや各種データを記憶するメモリや、有線及び無線の少なくとも一方による、音声やデータなどの通信を処理する通信処理部等を備えるとしても良い。また、表示部５は、外部ネットワークと有線及び無線の少なくとも一方で通信できるとして良い。また、表示部５は、ＣＰＵの制御の下で、通信処理、ゲーム、スケジュール管理、文書作成処理、表計算処理、画像処理、音声認識処理、Ｗｅｂ閲覧処理、ソーシャル・ネットワーキング・サービスのためのアプリケーションの処理を行う機器として機能しても良い。
【００３５】
また、電子機器１は、保持体３に端子、マイク、又は操作ボタン等を備えてもよい。
【００３６】
［指向特性］
電子機器１のスピーカ３０から音声が出力される場合、該音声は電子機器１のユーザのみ、又は１名若しくは複数の所望のユーザのみが聞き取れると良い。つまり、ユーザがいる方向に出力される音波の音圧レベルが、それ以外の方向に出力される音波の音圧レベルよりも大きくなるように、スピーカ３０の指向特性が制御される。以下、一般的なスピーカセットの指向特性について説明する。ここで、音圧とは、媒質の中に音波が存在したときの媒質の圧力の変動部分をいう。
【００３７】
一般的に、スピーカセットの指向特性は、スピーカセットを点音源とみなして、点音源から各方向に出力される音波の音圧で表される。音圧は、人間の最小可聴音圧を基準とする音圧レベルで表される。音圧レベルの単位は、ｄＢ（デシベル）である。点音源から出力される音波は三次元空間の全方向に向かうが、点音源を含む一つの平面を切り出すことにより、該平面上における指向特性を表すことができる。
【００３８】
図５及び図６は、スピーカセットの指向特性図である。これらの指向特性図は、スピーカセットを擬した点音源から各方向へ出力される音圧レベルを太実線で示している。また、これらの指向特性図において、スピーカセットの主スピーカ３０ａの軸の向き（スピーカセットの正面方向）は下方向である。
【００３９】
図５は、スピーカセットが１個の主スピーカ３０ａを備える場合の指向特性図の一例である。図５において、主スピーカ３０ａの正面方向に対応する下方向の音圧レベルが最も高い。しかし、左右方向、及び、主スピーカ３０ａの背面方向に対応する上方向の音圧レベルも高くなっている。つまり、図５に示されるスピーカセットの指向特性は、特定の方向の音圧レベルだけが高くなる狭指向性を有さず、全般的に音圧レベルが高くなる広指向性を有する。
【００４０】
図６は、スピーカセットが１個の主スピーカ３０ａと２個の副スピーカ３０ｂとを備える場合の指向特性図の一例である。図６において、図５と同様に、主スピーカ３０ａの正面方向に対応する下方向の音圧レベルが最も高い。ここで、図５と比較して、左右方向、及び、主スピーカ３０ａの背面方向に対応する上方向の音圧レベルが低くなっている。よって、図６に示されるスピーカセットの指向特性は、スピーカセットの正面方向に狭指向性を有するといえる。このような指向特性は、２個の副スピーカ３０ｂから出力される音波が、主スピーカ３０ａから出力される左右方向及び上方向に向かう音波を相殺することにより得られる。
【００４１】
スピーカセットの指向特性は、狭指向性、広指向性、又は所定の指向性を示さない無指向性などのうちいずれの指向性を有するかで特徴づけられる。以下、スピーカセットの指向特性が有する指向性のことを、単に、スピーカセットの指向性ともいう。
【００４２】
以上、図５及び図６を用いて、一般的なスピーカセットの指向特性について定性的に説明してきた。なお、スピーカセットの指向特性を定量的な指標で表す方法もあり、そのような指標の一つとして指向角度が挙げられる。指向角度は、スピーカセットの正面方向における最大の音圧レベルから、音圧レベルが半減（−６ｄＢ）する方向までの広がり角度として定義される。
【００４３】
上述の一般的なスピーカセットの指向特性は、本実施形態に係る電子機器１に備えられる複数のスピーカ３０の指向特性に対応づけることができる。つまり、本実施形態において、複数のスピーカ３０のうち１個のスピーカ３０を主スピーカ３０ａに対応づけ、他のスピーカ３０を副スピーカ３０ｂに対応づけることができる。そして、電子機器１のコントローラ１０は、各スピーカ３０の出力を制御することにより、１個のスピーカセット、すなわち点音源とみなされた複数のスピーカ３０の指向特性を制御することができる。例えば、コントローラ１０は、ユーザ以外の第三者に音声が届かないようにするために、ユーザがいる方向に狭指向性を有するように指向特性を制御する。
【００４４】
例えば、図３に示される電子機器１において、スピーカ３０−１〜３０−８をまとめて１個の点音源とみなして、スピーカ３０−１が配設されている位置に該点音源があるとみなすことができる。この場合、図５に示される指向特性は、スピーカ３０−１のみから音波を出力した場合の、ＸＹ平面上における指向特性に対応する。また、図６に示される指向特性は、スピーカ３０−１を主スピーカ３０ａとみなし、スピーカ３０−２〜３０−８を副スピーカ３０ｂとみなした場合の、ＸＹ平面上における指向特性に対応する。つまり、図３に示される電子機器１において、コントローラ１０がスピーカ３０−１〜３０−８の出力を制御することにより、スピーカ３０全体としての指向特性が狭指向性を有するようにできる。
【００４５】
［指向特性の制御方法］
以上説明してきたように、複数のスピーカ３０をまとめて１個の点音源とみなして、各スピーカ３０の出力を制御することによって、該点音源の指向特性を制御できる。以下、図２に示されるようなＮ個のスピーカ３０−１〜３０−Ｎを１個の点音源であるスピーカ３０とみなした場合に、スピーカ３０の指向特性を制御する方法について説明する。
【００４６】
＜制御点の設定＞
スピーカ３０の指向特性は、点音源とみなされるスピーカ３０から所定の距離をおいた位置に到達する音波の音圧レベルにより定められる。そこで、スピーカ３０から所定の距離をおいた位置に制御点を設けて、該制御点における音圧レベルをオンにするかオフにするか制御することによって、スピーカ３０の指向特性を制御する。以下、スピーカ３０から制御点までの所定の距離を制御距離ともいう。
【００４７】
ここで、制御点における音圧レベルがオンであるとは、該制御点における音圧レベルが、ユーザにとって音声を聞き取るのに十分な音圧レベルである第１音圧レベル以上であることを意味する。一方、制御点における音圧レベルがオフであるとは、該制御点における音圧レベルが、ユーザ以外の第三者に対して音声が漏れない程度の音圧レベルである第２音圧レベル未満であることを意味する。
【００４８】
図７は、スピーカ３０の制御点の配置の一例を示す図である。図７において、点音源とみなされるスピーカ３０を中心とし、制御距離（Ｒとして表示されている）を半径とする円周上に仮想的な仮想マイク３２−１〜３２−１２が配置されている。そして、仮想マイク３２−１〜３２−１２の配置位置は、制御点に対応づけられる。制御点における音圧レベルは、各制御点に対応づけられる仮想マイク３２−１〜３２−１２により仮想的に測定される。
【００４９】
図７において、仮想マイク３２−１〜３２−１２は、下方向（スピーカ３０の正面方向）を始点として、時計回りに３０°おきに配置されている。仮想マイク３２−１〜３２−１２は１２個であるが、個数はこれに限られず、１２個より多くても少なくてもよい。また、仮想マイク３２−１〜３２−１２の配置は、図７の例に限られず、配置間隔を狭くしても広くしてもよいし、配置間隔が一定でなくともよい。つまり、制御点の点数は、１２点に限られず、１２点より多くても少なくてもよいし、制御点の配置間隔は一定でなくともよい。
【００５０】
以下、指向特性の算出モデルの一般的な説明では、スピーカ３０を中心とし、制御距離を半径とする円周上に設けられるＭ個の制御点にＭ個の仮想マイク３２−１〜３２−Ｍが仮想的に配置されるものとする（Ｍ：２以上の自然数）。また、Ｍ個の仮想マイク３２−１〜３２−Ｍをそれぞれ区別する必要がない場合は、まとめて仮想マイク３２という。
【００５１】
＜フィルタによる信号変換＞
図２において、各スピーカ３０−１〜３０−Ｎは、フィルタ２２−１〜２２−Ｎを備える出力部２０−１〜２０−Ｎに接続される。フィルタ２２−１〜２２−Ｎは、入力された音声信号を変換するフィルタ伝達関数をそれぞれ有する。以下、フィルタ２２−ｉ（ｉ：Ｎ以下の自然数）に対応するフィルタ伝達関数をＨiと表す。
【００５２】
フィルタ２２に入力される音声信号をＸ（ω）、仮想マイク３２で測定される音圧レベル（つまり、制御点における音圧レベル）をＹ（ω）、スピーカ３０から仮想マイク３２までの空間伝達関数をＧ（ω）とすると、Ｘ（ω）とＹ（ω）との関係は以下の式（１）で表される。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｇ、Ｈは周波数スペクトルを有するため、引数ωを有する関数となっている（ω：角周波数）。
【数１】
2017118376.tif 000003
【００５３】
Ｈ（ω）は、フィルタ２２−１〜２２−Ｎがそれぞれ有するフィルタ伝達関数（Ｈ1〜ＨN）を要素に持つＮ次元列ベクトルであり、次の式（２）で表される（Ｔは転置を表す）。
【数２】
2017118376.tif 000004
【００５４】
Ｙ（ω）は、仮想マイク３２−１〜３２−Ｍにより測定される音圧レベルに対応する信号であるＹ1（ω）〜ＹM（ω）を要素に持つＭ次元列ベクトルであり、次の式（３）で表される（Ｔは転置を表す）。
【数３】
2017118376.tif 000005
【００５５】
Ｇ（ω）は、ｋ番目（ｋ：Ｎ以下の自然数）のスピーカ３０−ｋから、ｊ番目（ｊ：Ｍ以下の自然数）の仮想マイク３２−ｊまでの空間伝達関数であるＧjk（ω）を要素とするＭ×Ｎ行列であり、次の式（４）で表される。
【数４】
2017118376.tif 000006
【００５６】
Ｇjk（ω）は、スピーカ３０と仮想マイク３２（制御点）との位置関係、及び、音波を吸収又は反射する物体の存在などによって定められる。Ｇjk（ω）は、予め算出されて記憶部１２に格納されていてもよいし、状況に応じてリアルタイムに再計算されてもよい。
【００５７】
ここで、フィルタ２２に入力される音声信号であるＸ（ω）が任意の値をとる場合に、スピーカ３０の指向特性が所定の指向性を有するようにするためのフィルタ伝達関数（Ｈ（ω））は、以下の式（５）及び式（６）で表される。
【数５】
2017118376.tif 000007
【００５８】
Ｇ-1（ω）は、Ｇ（ω）の逆行列である。Ｄ（ω）は、各仮想マイク３２に対応する制御点における音圧レベルを示す値を要素とするＭ次元列ベクトルであり、スピーカ３０の指向特性が有する指向性の制御目標である。Ｄ（ω）の要素であるＤj（ω）は、仮想マイク３２−ｊ（及びそれに対応する制御点）に対応づけられる（ｊ：Ｍ以下の自然数）。
【００５９】
仮想マイク３２−ｊで測定される音圧レベルを第１音圧レベル以上としたい場合、つまり仮想マイク３２−ｊに対応する制御点における音圧レベルをオンにしたい場合には、Ｄj（ω）＝１とする。また、仮想マイク３２−ｊで測定される音圧レベルを第２音圧レベル未満としたい場合、つまり仮想マイク３２−ｊに対応する制御点における音圧レベルをオフにしたい場合には、Ｄj（ω）＝０とする。
【００６０】
制御点における音圧レベルは、オンかオフかに定められると限られるものではなく、制御点ごとの音圧レベルに重み付けがされてもよい。つまり、Ｄj（ω）の値は、０か１かに定められると限られるものではなく、０と１の間で定められてもよい。また、Ｄj（ω）の値は、各要素間で相対的に定められるべきものであり、負の値、又は、１を超える値に定められてもよい。
【００６１】
例えば、図７に示されるような仮想マイク３２（制御点）の配置において、指向性の制御目標（Ｄ（ω））は、以下のように設定される。仮想マイク３２−１、３２−２及び３２−１２の方向のみに指向性をもたせたい、つまり、仮想マイク３２−１、３２−２及び３２−１２に対応する制御点における音圧レベルをオンにしたい場合には、Ｄ1（ω）、Ｄ2（ω）及びＤ12（ω）が１に設定される。一方で、仮想マイク３２−３〜３２−１１の方向には指向性をもたせたくない、つまり、仮想マイク３２−３〜３２−１１に対応する制御点における音圧レベルをオフにしたい場合、Ｄ3（ω）〜Ｄ11（ω）は０に設定される。つまりＤ（ω）は、以下の式（７）のように設定される。
【数６】
2017118376.tif 000008
【００６２】
以上説明してきたように、上記式（５）及び式（６）を用いて、フィルタ伝達関数（Ｈ（ω））を算出することができる。算出されたフィルタ伝達関数は、フィルタ２２に入力された音声信号（Ｘ（ω））の変換に用いられる。そして、フィルタ２２で変換された音声信号は、Ｄ／Ａ変換器２４でアナログ信号に変換され、アンプ２６で増幅されて、スピーカ３０に出力される。このようにしてスピーカ３０の出力を制御することにより、スピーカ３０の指向性を、設定された制御目標（Ｄ（ω））に近づけることができる。
【００６３】
本実施形態に係るスピーカ３０の指向特性の制御方法は、各スピーカ３０の機能を主スピーカ３０ａ又は副スピーカ３０ｂに限定するものではない。本実施形態において、各スピーカ３０は、主スピーカ３０ａにもなりうるし、副スピーカ３０ｂにもなりうる。つまり、本実施形態におけるスピーカ３０は、主スピーカ３０ａ又は副スピーカ３０ｂとしての機能が動的に構成されうるものである。
【００６４】
＜制御方法のフローチャート＞
図８は、スピーカ３０の指向性を制御する方法（音出力制御方法ともいう）を示すフローチャートである。まず、電子機器１のコントローラ１０は、制御点を設定する（ステップＳ１１）。制御点の設定は、記憶部１２に予め格納された値を取得して行われてもよいし、ユーザの入力に応じて行われてもよい。
【００６５】
続いてコントローラ１０は、空間伝達関数（Ｇjk（ω））を設定する（ステップＳ１２）。空間伝達関数の設定は、記憶部１２に予め格納された値の取得により行われてもよいし、スピーカ３０と制御点との間及びスピーカ３０の周囲に存在する物体についての情報に基づく算出結果に応じて行われてもよい。ステップＳ１２には、検知部４０に電子機器１の周囲を検知させることによって、コントローラ１０がスピーカ３０と制御点との間、又は、スピーカ３０の周囲に存在する物体についての情報を取得するステップが含まれてもよい。
【００６６】
続いてコントローラ１０は、スピーカ３０の指向性の制御目標（Ｄ（ω））を設定する（ステップＳ１３）。制御目標の設定は、記憶部１２に予め格納された値を取得して行われてもよいし、ユーザがいる位置など周囲状況についての情報に基づいて適宜算出されることによって行われてもよい。ステップＳ１３には、検知部４０に電子機器１の周囲を検知させることによって、コントローラ１０が周囲状況についての情報を取得するステップが含まれてもよい。
【００６７】
続いてコントローラ１０は、フィルタ伝達関数（Ｈ（ω））を算出する（ステップＳ１４）。フィルタ伝達関数は、上述の式（５）及び式（６）を用いて算出される。
【００６８】
続いてコントローラ１０は、出力部２０に入力された音声信号（Ｘ（ω））を変換してスピーカ３０に出力する（ステップＳ１５）。出力部２０においては、フィルタ２２がフィルタ伝達関数によって音声信号を変換し、Ｄ／Ａ変換器２４が音声信号をアナログ信号に変換し、アンプ２６がアナログ信号を増幅している。
【００６９】
以上説明してきたように、電子機器１のコントローラ１０は、スピーカ３０の指向性を制御することができる。このようにすることで、例えば、図９に示されるように、ユーザは、電子機器１を見ながら耳から離した状態であっても、スピーカ３０の指向性がユーザの耳の位置に向かうように制御される。そして、スピーカ３０から出力される音声がユーザによく聞こえ、且つ、周囲への音声の漏れを低減できる。
【００７０】
［周囲状況に応じた空間伝達関数の設定］
上述の通り、指向性を制御して音声信号を出力するために、スピーカ３０から制御点までの空間伝達関数が設定される必要がある。空間伝達関数は、スピーカ３０と制御点との間、及び、スピーカ３０の周囲に存在する物体の配置、すなわち、周囲状況に応じて設定される。本実施形態において、電子機器１のコントローラ１０は、検知部４０を用いて周囲状況を検知することができ、検知結果から得られる周囲状況に応じて、空間伝達関数を設定することができる。以下、コントローラ１０が周囲状況に応じて空間伝達関数を設定する動作について説明する。この動作は、図８に示されるフローチャートにおけるステップＳ１２（空間伝達関数の設定）の動作に含まれるものである。
【００７１】
＜超音波センサによる検知＞
図１０を参照して、電子機器１が検知部４０として超音波センサ４２を備える場合について説明する。図１０は、電子機器１が超音波センサ４２を用いて対象物を検知する構成を示す図である。図１０（ａ）に示される超音波センサ４２は、超音波信号の発信部４２ａと超音波信号の受信部４２ｂとをそれぞれ１個ずつ備える。また、図１０（ｂ）に示される超音波センサ４２は、超音波信号の発信部４２ａを１個備え、超音波信号の受信部４２ｂを２個備える。
【００７２】
超音波センサ４２の発信部４２ａは、超音波信号を対象物に発信する。発信された超音波信号は、対象物において反射する。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示される例では、対象物は壁８０である。受信部４２ｂは、壁８０で反射した超音波信号を受信し、壁８０の存在を検知する。ここで壁８０は、一般的な住居又は事務所等に設けられるものであり、例えば、壁紙及び断熱材などを備えるものである。
【００７３】
図１０（ｂ）において、受信部４２ｂは２個設けられている。これによって、対象物の２箇所において反射される超音波信号をそれぞれ受信できる。よって、対象物を点だけでなく、面で検知でき、図１０（ａ）と比較して、より高い感度で対象物を検知できる。さらに、対象物の大きさを測定（検知）できる。なお、受信部４２ｂは１個又は２個に限られるものではなく、３個以上設けられてもよい。その場合、さらに多くの箇所において反射される超音波信号を受信でき、より高い感度で対象物を検知できる。
【００７４】
図１０に示される例では、対象物として壁８０が検知されるが、対象物は壁８０に限られず、衣服であったり、金属であったりしてもよい。また、超音波信号を反射するその他の対象物も検知されうる。また、超音波センサ４２は、受信した超音波信号の利得を算出することにより、対象物における超音波の反射係数（又は吸収係数）を測定（検知）できる。ここで、反射係数とは、進行する波に対し反射して戻ってくる波の振幅の割合をいう。
【００７５】
図１１は、材質ごとの音波の反射係数の周波数特性の一例を示すグラフである。図１１のグラフの横軸は周波数を示し、縦軸は反射係数を示している。図１１において、実線は壁８０における反射係数、破線は衣服における反射係数、一点鎖線は金属における反射係数を示している。
【００７６】
図１１において、横軸に示される周波数帯は、およそ左半分が可聴音域であり、およそ右半分が超音波帯域である。例えば、壁８０の反射係数は、可聴音域と超音波帯域とで異なる。しかし、他の材質との大きさの関係は、可聴音域と超音波帯域とで同じである。つまり、壁８０は衣服よりも反射係数が大きく、金属よりも反射係数が小さい。よって、超音波センサ４２によって測定（検知）される超音波の反射係数は、空間伝達関数の算出に用いられる可聴音の反射係数とある程度の相関があるといえる。なお、一般的には、硬い材質は反射係数が高く、軟らかい材質は反射係数が低い。
【００７７】
コントローラ１０は、例えば、図１１に示される材質ごとの音波の反射係数の周波数特性と、超音波センサ４２から出力される超音波の周波数を異ならせて測定した場合の反射係数の周波数特性とから、対象物の材質を特定することができる。
【００７８】
また、コントローラ１０は、超音波センサ４２から超音波を出力中において、例えば、超音波センサ４２の角度をアクチュエータなどで変更した際の角度変化を検知したり、あるいは、ユーザによる電子機器1自体の位置変更を加速度センサなどの位置センサで検知したりすることにより、超音波センサ４２の出力角度の変更を検知し、出力角度と、出力角度毎に受信される超音波とから対象物の大きさを検知することができる。
【００７９】
また、コントローラ１０は、超音波センサ４２として複数の送信部及び受信部が形成されているアレー状の超音波センサ４２を用いている場合は、当該アレー状の受信部での超音波の検測定結果により対象物の大きさを検知することもできる。
【００８０】
また、図１１に示される反射係数は、一般的には対象物の大きさと相関し対象物が大きければ反射係数も大きくなる。そのため、コントローラ１０は、図１１に示される材質ごとの音波の反射係数の周波数特性と、反射係数とから、対象物の大きさを特定することもできる。
【００８１】
また、コントローラ１０は、図１１に示される材質ごとの音波の反射係数の周波数特性の一例を示すグラフを用いて、超音波などの各周波数の信号での反射係数から、可聴音での反射係数を算出することができる。
【００８２】
また、超音波センサ４２は、超音波信号の発信から受信までの遅延時間を算出することにより、対象物までの距離を測定（検知）できる。
【００８３】
電子機器１のコントローラ１０は、超音波センサ４２から、対象物があるか、対象物までの距離、又は対象物における超音波の反射係数などについての検知結果（測定結果）を取得する。そして、コントローラ１０は、検知結果（測定結果）に基づいて、空間伝達関数を設定することができる。
【００８４】
コントローラ１０は、超音波センサ４２から取得した検知結果（測定結果）に含まれる情報を取り入れて空間伝達関数を算出してもよい。例えば、スピーカ３０の周囲に対象物がある場合、該対象物において反射される音波の成分が空間伝達関数に影響を与える。よって、超音波センサ４２の検知結果（測定結果）に含まれる情報を取り入れて空間伝達関数を算出することで、空間伝達関数の精度をより高くすることができる。
【００８５】
図１２は、壁８０の近傍で電子機器１を使用している場合を示す図である。電子機器１のスピーカ３０から出力される音波が壁８０で反射している。このとき、壁８０には仮想スピーカ３０ｃが配置されているとみなされる。仮想スピーカ３０ｃからの出力は、スピーカ３０から壁８０までの距離、壁８０の大きさ、及び壁８０における可聴音の反射係数によって算出される。コントローラ１０は、仮想スピーカ３０ｃからの出力を考慮した空間伝達関数を算出することにより、空間伝達関数の精度をより高くすることができる。
【００８６】
また、コントローラ１０は、超音波センサ４２の検知結果（測定結果）から得られる対象物に関する情報を、予め準備されているモデルと比較し、最も似ているモデルに対応する空間伝達関数を設定してもよい。ここで、モデルとは、スピーカ３０の周囲及びスピーカ３０から制御点までの間にある対象物の存在パターンを予め想定したものである。例えば、壁８０が電子機器１の背面にある場合、近くにユーザ以外の第三者がいる場合などに対応するパターンがモデルとして準備されうる。この場合、予め準備されたモデル、及び、これに対応する空間伝達関数は、記憶部１２に格納されていてもよい。
【００８７】
以上、検知部４０として超音波センサ４２が用いられる場合について説明してきた。このような構成により、周囲状況にあわせた空間伝達関数を設定することができ、スピーカ３０の指向性の制御の精度を高めることができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、上記検知部４０として、スピーカ３０と可聴音を検知するマイクとを組み合わせたものを利用することもできる。このスピーカ３０とマイクを検知部４０として利用した実施形態の説明及び図面は、上記検知部４０として超音波センサ４２を用いた説明及び図面において、超音波センサ４２をスピーカ３０とマイクに置き換えた説明及び図面となる。また、上記検知部４０として超音波センサ４２を用いた説明における超音波信号を可聴音とする。この可聴音は、通常は２０から２万ヘルツ程度の周波数であるが、可聴音の指向性を考慮して７０００Ｈｚ以上の周波数の音であると良い。また、超音波センサ４２の発信部４２ａと超音波信号の受信部４２ｂとは、それぞれ、スピーカ及びマイクとなる。また、検知部４０としてのマイクとスピーカは、筐体の同じ面に配置されていると良い。この検知部４０として、スピーカ３０と可聴音を検知するマイクとを組み合わせたものを用いた実施形態では、超音波センサ４２を検知部４０として用いた場合と同様に、電子機器１のコントローラ１０は、スピーカ３０と可聴音を検知するマイクとを組み合わせた検知部４０から、対象物があるか、対象物までの距離、大きさ又は対象物における超音波の反射係数などについての検知結果（測定結果）を取得する。このように、上記検知部４０として、スピーカ３０と可聴音を検知するマイクとを組み合わせたものを利用した場合でも、超音波センサ４２を用いた場合と同様に、コントローラ１０は、検知結果（測定結果）に基づいて、空間伝達関数を設定することができる。
【００８９】
＜赤外線センサによる検知＞
図１３を参照して、電子機器１が検知部４０として赤外線センサ４４を備える場合について説明する。図１３は、電子機器１が赤外線センサ４４を用いて対象物を検知する構成を示す図である。赤外線センサ４４は、赤外線の投光部４４ａと赤外線の受光部４４ｂとを備える。
【００９０】
赤外線センサ４４の投光部４４ａは、赤外線を対象物に投光する。投光された赤外線は、対象物において、反射する。図１３に示される例では、対象物は壁８０である。受光部４４ｂは、壁８０で反射した赤外線を受光し、壁８０の存在を検知する。
【００９１】
図１３において、投光部４４ａから投光される赤外線は広がりをもっているが、投光部４４ａは、対象物に対して赤外線をスポット的に投光するようにもできる。この場合、受光部４４ｂとして、例えば、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector：位置感知検出器）を用いることにより、対象物から反射される赤外線の受光位置のずれが測定（検知）されうる。そして、受光位置のずれの測定結果（検知結果）に基づいて、対象物までの距離が測定（検知）されうる。
【００９２】
図１３に示される例では、対象物として壁８０が検知されるが、これに限られず、人間も検知されうるし、赤外線を反射・散乱するその他の対象物も検知されうる。また、受光部４４ｂが複数の画素を備える赤外線カメラである場合、受光部４４ｂは対象物の形状を検知することができる。また、投光部４４ａがない場合でも、受光部４４ｂが対象物から輻射される赤外線を受光し、対象物の存在を検知することができる。
【００９３】
電子機器１のコントローラ１０は、超音波センサ４２を用いた場合と同様に、赤外線センサ４４から、対象物があるか、対象物までの距離、又は対象物の大きさなどについての検知結果（測定結果）を取得する。そして、コントローラ１０は、検知結果（測定結果）に基づいて、空間伝達関数を設定することができる。
【００９４】
コントローラ１０は、超音波センサ４２を用いた場合と同様に、赤外線センサ４４から取得した検知結果（測定結果）に含まれる情報を取り入れて空間伝達関数を算出してもよい。あるいは、コントローラ１０は、赤外線センサ４４の検知結果（測定結果）から得られる対象物に関する情報を、予め準備されているモデルと比較し、最も似ているモデルに対応する空間伝達関数を設定してもよい。この場合、予め定められたモデル、及び、これに対応する空間伝達関数は、記憶部１２に格納されていてもよい。モデルについての説明は、超音波センサ４２に関する説明と重複するため省略する。
【００９５】
以上、検知部４０として赤外線センサ４４が用いられる場合について説明してきた。このような構成により、周囲状況にあわせた空間伝達関数を設定することができ、スピーカ３０の指向性の制御の精度を高めることができる。
【００９６】
＜カメラによる検知＞
図１４を参照して、電子機器１が、検知部４０として、カメラ４６を備える場合について説明する。図１４は、電子機器１がカメラ４６を用いて対象物を検知する構成を示す図である。
【００９７】
カメラ４６は、周囲の画像を取得し、画像処理によって、壁８０の存在を検知する。
【００９８】
図１４に示される例では、対象物として壁８０が検知されるが、これに限られず、人間も検知されうるし、画像処理で判別できるその他の対象物も検知されうる。また、寸法が既知の部分を含む対象物（既知対象物とする）が検知された場合、画像処理によって、対象物までの距離も測定（検知）されうる。また、カメラ４６が複数台備えられる場合も、対象物までの距離が測定（検知）されうる。また、カメラ４６は、撮影を補助する投光部を別途備えてもよい。つまり、コントローラ１０は、撮像画像の中から対象物と既知対象物を画像認識により認識する。そしてコントローラ１０は、撮像画像中の既知対象物の大きさなどからカメラ４６からこの既知対象物までの距離や実際の大きさを算出する。そして、コントローラ１０は、既知対象物までの距離及び実際の大きさと、対象物と既知対象物とのピント合わせの際のコントラスト情報とから、対象物までの距離と実際の大きさを算出する。
【００９９】
電子機器１のコントローラ１０は、カメラ４６から、対象物があるか、対象物までの距離、又は対象物の形状などについての検知結果（測定結果）を取得する。そして、コントローラ１０は、検知結果（測定結果）に基づいて、空間伝達関数を設定することができる。
【０１００】
コントローラ１０は、超音波センサ４２を用いた場合と同様に、カメラ４６から取得した検知結果（測定結果）に含まれる情報を取り入れて空間伝達関数を算出してもよい。あるいは、コントローラ１０は、カメラ４６の検知結果（測定結果）から得られる対象物に関する情報を、予め準備されているモデルと比較し、最も似ているモデルに対応する空間伝達関数を設定してもよい。この場合、予め定められたモデル、及び、これに対応する空間伝達関数は、記憶部１２に格納されていてもよい。モデルについての説明は、超音波センサ４２に関する説明と重複するため省略する。
【０１０１】
以上、検知部４０としてカメラ４６が用いられる場合について説明してきた。このような構成により、周囲状況にあわせた空間伝達関数を設定することができ、スピーカ３０の指向性の制御の精度を高めることができる。
【０１０２】
以上、検知部４０を用いて周囲状況を検知することにより、周囲状況にあわせた空間伝達関数を設定する方法について説明してきた。このようにすることで、コントローラ１０が検知部４０による検知結果に基づいて、スピーカ３０に出力する信号を制御することができ、コントローラ１０による指向性の制御の精度をより高めることができる。
【０１０３】
［周囲状況に応じた指向性の設定］
上述の通り、電子機器１のコントローラ１０は、スピーカ３０の指向性の制御目標（Ｄ（ω））を設定し、該制御目標に基づいてフィルタ伝達関数（Ｈ（ω））を算出する。そして、コントローラ１０は、算出されたフィルタ伝達関数を用いて変換された音声信号をスピーカ３０に出力することによって、スピーカ３０の指向性を制御目標に近づけることができる。
【０１０４】
Ｄ（ω）に設定される値は、予め定められた値とされてもよい。この場合、例えば、ユーザが電子機器１を顔の正面に保持して使用する場合に適するスピーカ３０の指向性が得られるようにＤ（ω）が設定されてもよい。また、この例に限られず、予め想定される使用態様ごとに、スピーカ３０の指向性が適切なものとなるようなＤ（ω）の値が予め準備されていてもよい。また、予め準備されているＤ（ω）の値は、記憶部１２に格納されていてもよい。
【０１０５】
また、Ｄ（ω）の値は、周囲状況に応じて自動的に設定されてもよい。以下、コントローラ１０が、周囲状況に応じてＤ（ω）の値を設定し、指向性を制御することについて説明する。なお、この動作は、図８に示されるフローチャートおけるステップＳ１３の動作（指向性の制御目標の設定）に含まれるものである。
【０１０６】
本実施形態において、スピーカ３０の指向性は、ユーザにとって音声が十分に聞き取れるようにしつつ、ユーザ以外の第三者へ音声が漏れないように制御される。このように制御するために、コントローラ１０は例えば、周囲状況に係る情報として、検知部４０を用いてユーザの位置に係る情報を取得する。そして、コントローラ１０は、ユーザの位置に応じて自動的に、指向性の制御目標（Ｄ（ω））を設定する。
【０１０７】
＜カメラによる検知＞
以下、コントローラ１０がユーザの位置に係る情報を取得するために、検知部４０としてカメラ４６を用いる場合について説明する。図１５は、図４に示される電子機器１において、さらにカメラ４６が備えられた態様を示す図である。図１５において、カメラ４６は、電子機器１の表示部５に配置されているが、カメラ４６の配置位置はこれに限られるものではなく、保持体３に配置されてもよい。
【０１０８】
コントローラ１０は、スピーカ３０への音声信号の出力に連動させて、カメラ４６に周囲状況を撮影させる。
【０１０９】
コントローラ１０は、カメラ４６から撮影画像を取得し、該撮影画像にユーザが写っているか判定する。判定は、一般的な顔識別技術を用いて行われる。例えば、コントローラ１０は、撮影画像から人間の顔の特徴点を抽出する処理を行う。図１６は、人間の顔の特徴点の抽出処理の一例を説明する図である。例えば、図１６（ａ）は、人間の顔を正面から写した画像であり、目、鼻、口角などが特徴点として抽出され、破線に囲まれている。また例えば、図１６（ｂ）は、人間の横顔を写した画像であり、目、鼻、あごなどが特徴点として抽出され、破線に囲まれている。
【０１１０】
コントローラ１０は、カメラ４６の撮影画像に人物が写っていると判定した場合、該人物が電子機器１のユーザであるか判定する。この判定は、予め記憶部１２に格納されている、あるいは、取得部１４によって他のデバイスから取得されるユーザの登録データと照合することにより行われる。例えば、コントローラ１０は、図１６に示されるような顔の特徴点を対比することにより、撮影画像に写っている人物が、登録データに含まれるユーザと一致するか判定する。
【０１１１】
また、コントローラ１０は、カメラ４６の撮影画像から、スピーカ３０とユーザとの位置関係を算出することができる。コントローラ１０は、算出されたユーザの位置に応じて、スピーカ３０の指向性を制御する。つまり、コントローラ１０は、Ｄ（ω）の要素のうちユーザがいる方向に対応する要素を１に設定し、それ以外の要素を０に設定する。このようにすることで、スピーカ３０から出力される音声が、ユーザにとって聞き取りやすいものとなり、且つ、ユーザがいない方向への音漏れが低減される。
【０１１２】
また、コントローラ１０は、撮影画像からユーザの耳の位置を算出することもできる。耳の位置は、撮影画像から直接抽出されてもよいし、撮影画像から抽出された耳以外の特徴点（例えば、目、鼻又は口角等）の位置に基づいて算出されてもよい。そして、コントローラ１０は、算出されたユーザの耳の位置に応じて、スピーカ３０の指向性を制御する。つまり、コントローラ１０は、Ｄ（ω）の要素のうちユーザの耳に向かう方向に対応する要素を１に設定し、それ以外の要素を０に設定する。
【０１１３】
例えば、図９においてユーザが電子機器１を見ている場合、コントローラ１０は、電子機器１をはめているユーザの腕が右腕であるか左腕であるかに応じて、スピーカ３０の指向性を制御することができる。また、コントローラ１０は、電子機器１をはめているユーザの腕が動いたり、リング状の保持体３が回転してスピーカ３０の位置が動いたりする場合にも、リアルタイムに耳の位置を算出し、耳の位置に対応する方向にスピーカ３０の指向性を制御することができる。このようにすることで、スピーカ３０から出力される音声が、ユーザにとってさらに聞き取りやすいものとなる。
【０１１４】
以上、カメラ４６によりユーザを認識し、認識結果に応じて自動的に指向性を制御することについて説明してきた。このようにすることで、ユーザと電子機器１との位置関係が変化しても、自動的にスピーカ３０の出力が調整され、スピーカ３０から出力される音声がユーザにとって聞き取りやすく、ユーザがいない方向への音漏れが低減される。
【０１１５】
なお、カメラ４６によりユーザを認識するためには、カメラ４６の撮像範囲内にユーザが入る必要がある。よって、カメラ４６は広角レンズを備える。耳の位置が移動して、又は電子機器１が移動して、カメラ４６の撮像範囲内で耳の位置を検知できなくなった場合、コントローラ１０は、スピーカ３０の指向性の制御を中止してもよいし、スピーカ３０からの音声の出力そのものを中止してもよい。
【０１１６】
＜超音波センサによる検知＞
コントローラ１０は、ユーザの位置に係る情報を取得するために、例えば検知部４０として超音波センサ４２（図１０参照）を用いる。超音波センサ４２は、上述のように、スピーカ３０の周囲にある対象物について、対象物までの距離、対象物の大きさ、対象物における超音波の反射係数などを検知できる。コントローラ１０は、超音波センサ４２から取得した対象物における超音波の反射係数から、対象物が人体であるか判定できる。超音波センサ４２の検知結果からスピーカ３０の周囲の人体の存在が認識された場合、コントローラ１０は、認識された人体の方向に、スピーカ３０の指向性の制御目標を設定してもよい。
【０１１７】
＜赤外線センサによる検知＞
コントローラ１０は、ユーザの位置に係る情報を取得するために、例えば検知部４０として赤外線センサ４４（図１３参照）を用いる。赤外線センサ４４は、上述のように、スピーカ３０の周囲にある対象物について、対象物までの距離、対象物の大きさ、対象物の形状などを検知できる。コントローラ１０は、赤外線センサ４４から取得した対象物についての情報から、対象物が人体であるか判定できる。赤外線センサ４４の検知結果からスピーカ３０の周囲の人体の存在が認識された場合、コントローラ１０は、認識された人体の方向に、スピーカ３０の指向性の制御目標を設定してもよい。
【０１１８】
以上、検知部４０によって周囲状況を検知することにより、周囲状況にあわせて自動的に指向性の制御目標が設定される方法について説明してきた。このようにすることで、ユーザと電子機器１との位置関係が変化しても、コントローラ１０は自動的にスピーカ３０の出力を調整することができる。そして、スピーカ３０から出力される音声が、ユーザにとってさらに聞き取りやすいものとなり、且つ、ユーザがいない方向への音漏れが低減される。
【０１１９】
［耳までの距離に応じた音量調整］
以上の説明において、検知部４０が、周囲状況を検知する際に対象物までの距離を測定することが可能であることも説明してきた。以下、検知部４０が耳までの距離も測定して、耳までの距離に応じてスピーカ３０から出力される音声の音量を調整することについて説明する。
【０１２０】
スピーカ３０と耳との距離にかかわらずスピーカ３０から出力される音圧レベルが一定である場合、距離が遠ければ聞こえにくく、距離が近ければ音が大きすぎることとなる。本実施形態においては、コントローラ１０は、スピーカ３０と耳との間の距離を測定し、耳までの距離に応じて、スピーカ３０から出力される音圧レベルを調整する。
【０１２１】
図１７は、スピーカ３０と耳との距離、及び、スピーカ３０から出力される音圧レベルの時間変化の一例を示すグラフである。スピーカ３０と耳との距離が破線で示され、スピーカ３０から出力される音圧レベルが実線で示される。スピーカ３０と耳との距離は、検知部４０により測定（検知）される。コントローラ１０は、スピーカ３０と耳との距離の変化に応じて、スピーカ３０から出力される音圧レベルを変化させる。このようにすることで、ユーザの耳に入る音声の音量が適切に保たれ、ユーザにとって聞き取りやすいものとなる。
【０１２２】
以上、検知部４０を用いて周囲状況を検知することにより、周囲状況にあわせて、スピーカ３０の指向性の制御目標を設定する方法について説明してきた。このようにすることで、コントローラ１０が検知部４０による検知結果に基づいて、スピーカ３０に出力する信号を制御することができ、コントローラ１０による指向性の制御の精度をより高めることができる。
【０１２３】
以上説明してきた本実施形態に係る電子機器１によれば、スピーカ３０の指向性を適切に制御することができる。また、検知部４０による周囲状況の検知結果に基づいて、スピーカ３０に出力する信号を制御し、スピーカ３０の指向性を自動的に制御することができる。結果として、電子機器１のユーザにとってスピーカ３０から出力される音声が聞き取りやすいものとなり、且つ、ユーザ以外の第三者には音声が漏れにくくなる。
【０１２４】
（変形例１）
本実施形態において、電子機器１のスピーカ３０は、図３又は図４に示されるように配置されていた。変形例１では、スピーカ３０の配置形態の例を説明する。
【０１２５】
図１８及び図１９は、スピーカ３０の配置形態を変えた電子機器１の例を示す図である。図１８（ａ）及び図１９（ａ）は、平面図を示し、図１８（ｂ）及び図１９（ｂ）は、正面図を示す。これらの図において、スピーカ３０は８個配置されているが、８個に限られるものではない。
【０１２６】
図１８は、スピーカ３０−１〜３０−８が紐状の保持体３に配置された電子機器１の例である。図１８において、電子機器１は紐状の保持体３を備え、各スピーカ３０の軸は、紐状の保持体３の延在方向に垂直な方向を向いている。このような形態の電子機器１において、スピーカ３０の指向性の制御可能範囲は、主にバンドの延在方向である。ここで、紐状とは、図１８に示されるようにバンド状若しくはライン状のことをいう。なお、この紐状には、図１８に示されるように略直線形状である場合に限定されず、複数の直線形状を有していたり、全体若しくは一部が曲線形状であったり、直線形状と曲線形状が任意に組み合わされた形状であるとしても良い。
【０１２７】
図１８に示される電子機器１は、図３に示される電子機器１において、リング状の保持体３の形状を、リング状から紐状に変形することによっても得られる。つまり、図３に示される電子機器１の保持体３は、リング状から紐状に変形可能であってよい。この場合、リング状の保持体３は留め部を有しており、留め部を外すことによって、紐状に変形するようにできる。このようにすることで、電子機器１の使用態様のバリエーションが増え、利便性が向上する。この留め部としては、例えばボタン式の留め部、フック式の留め部、磁石式の留め部等があるが、リング状から紐状に変形可能であって、リング状にした際にリング形状が維持できる留め部であればその他の適宜な留め部であって良い。
【０１２８】
また、図１８に示される紐状の保持体３を備える電子機器１は、各スピーカ３０が紐状の保持体３の延在方向又は延在方向に垂直な方向に移動可能とされてもよい。このようにすることで、スピーカ３０の指向性の制御可能範囲を変更でき、指向性の制御の自由度が高まる。ここで、紐状の保持体３の延在方向とは、例えばスピーカ３０−１からスピーカ３０−２に向かう直線に平行な方向をいい、紐状の保持体３の延在方向向に垂直な方向とは、例えばスピーカ３０−１からスピーカ３０−２に向かう直線に垂直な方向をいう。もちろん、各スピーカ３０が紐状の保持体３上において、各スピーカ３０が紐状の保持体３の延在方向又は延在方向に垂直な方向以外に移動可能としても良い。また、各スピーカ３０が紐状の保持体３と、磁石、紐、ゴム及びケーブル等のその他の結合部材で結合されていて、各スピーカ３０が紐状の保持体３から離脱可能なようにされているとしても良い。
【０１２９】
図１９は、スピーカ３０−１〜３０−８がリング状の保持体３の円周上に配置された電子機器１の例である。図１９において、電子機器１はリング状の保持体３を備え、各スピーカ３０の軸は、リング状の保持体３の放射方向及び接線方向に垂直な方向（図１９（ｂ）の上方）を向いている。このような形態の電子機器１において、スピーカ３０の指向性の制御可能範囲は、主に、図１９（ｂ）の上方の任意の方向である。
【０１３０】
図１９に示される電子機器１は、図３に示される電子機器１において、スピーカ３０の軸の向きを変更することによっても得られる。例えば、図２０に示されるように、スピーカ３０を、リング状の保持体３の外周の接線方向を軸として回動させることで、スピーカ３０の軸の向きを、リング状の保持体３の放射方向からリング状の保持体３の放射方向及び接線方向に垂直な方向に変更可能となる。つまり、図３に示される電子機器１のスピーカ３０の配置形態から、図１９に示される電子機器１のスピーカ３０の配置形態に変更可能である。このようにすることで、電子機器１の使用態様のバリエーションが増え、利便性が向上する。また、スピーカ３０の指向性の制御可能範囲を変更でき、指向性の制御の自由度が高まる。
【０１３１】
図２１は、図１８又は図１９に示されるような電子機器１を使用する態様の例である。図２１（ａ）は、ユーザが電子機器１を正面に持って使用している態様を示している。コントローラ１０は、ユーザの両耳の位置を算出して、スピーカ３０が正面の全方向に指向性を有するようにするのではなく、耳の位置に対応する２方向に指向性を有するように制御する。つまり、コントローラ１０は、Ｄ（ω）の要素のうちユーザの右耳に向かう方向と左耳に向かう方向とにそれぞれ対応する要素を１に設定し、それ以外の要素を０に設定する。このようにすることで、スピーカ３０から出力される音声が、ユーザにとってさらに聞き取りやすいものとなる。
【０１３２】
図２１（ｂ）は、ユーザが電子機器１を肩に載せて使用している態様を示している。コントローラ１０は、電子機器１に近い側の耳の位置を算出して、スピーカ３０が耳の方向に指向性を有するように制御している。また図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）においてユーザの顔が横向きになった場合を示している。この場合、コントローラ１０は、ユーザの耳の位置が移動したことを検知し、耳の位置を再度算出して、スピーカ３０が移動後の耳の方向に指向性を有するように制御する。このようにすることで、スピーカ３０から出力される音声が、ユーザにとってさらに聞き取りやすいものとなる。
【０１３３】
図２１（ａ）に示される態様において、ユーザの左右の耳に独立した指向性音響を提供することもできる。この場合、ユーザにステレオ再生を提供可能となる。また、図２１（ｂ）又は図２１（ｃ）に示される態様において、電子機器１を両肩に置いて、ユーザにステレオ再生を提供してもよい。
【０１３４】
（変形例２）
本実施形態において、ユーザを認識してスピーカ３０の出力をユーザに向けるように、スピーカ３０の指向性を制御する例を説明してきた。変形例２においては、２人以上のユーザを同時に認識して、各ユーザにスピーカ３０の出力を向けるように指向性を制御する例について説明する。
【０１３５】
図２２は、２人のユーザが同時に認識された場合の指向性の制御の一例を示す図である。電子機器１は２人のユーザの間にあり、検知部４０として例えばカメラ４６を用いている。電子機器１のコントローラ１０は、カメラ４６の撮影画像から２人のユーザそれぞれを認識している。そして、コントローラ１０は、各ユーザに対する指向性をスピーカ３０にもたせるように指向性の制御目標（Ｄ（ω））を設定し、スピーカ３０への出力を制御する。これにより、各ユーザにとって音声を聞き取りやすくしつつ、それ以外の方向への音漏れが低減されている。
【０１３６】
本変形例では、２人のユーザが同時に認識されているが、さらに多くのユーザが同時に認識され、各ユーザに対してスピーカ３０の出力を向けるようにスピーカ３０の指向性が制御されてもよい。
【０１３７】
以上、変形例について説明してきた。このようにスピーカ３０の指向性を制御することによって、ユーザが音声を聞き取りやすくなり、且つ、それ以外の方向への音漏れを低減させることができる。
【０１３８】
一実施形態に係る電子機器１、又は、変形例に係る電子機器１は、ウェアラブルデバイス、携帯デバイス、又はデスクトップ型デバイスなど種々の形態のデバイスであってもよい。また、これらのデバイスは、音楽若しくはビデオなどの視聴、通話、又は電話会議など種々の用途に用いられうる。
【０１３９】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【符号の説明】
【０１４０】
１  電子機器
３  保持部
５  表示部
１０  コントローラ
１２  記憶部
１４  取得部
２０  出力部
２２  フィルタ
２４  Ｄ／Ａ変換器
２６  アンプ
３０  スピーカ
３２  マイク
４０  検知部
４２  超音波センサ
４２ａ  発信部
４２ｂ  受信部
４４  赤外線センサ
４４ａ  投光部
４４ｂ  受光部
４６  カメラ
８０  壁
【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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